彭 良 亮

(南京地鐵運營有限責任公司工務分公司，江蘇 南京 210000)

1 影響軌道動態(tài)檢測數(shù)據(jù)因素

結合某地鐵的設備養(yǎng)護實際情況，為便于分析說明將城市軌道線路的橫斷面圖作為說明對象，將整個橫斷面分為軌道結構和土建結構兩大部分。線路為整體道床結構形式時，軌道結構主要包含鋼軌、扣件、軌枕在內(nèi)的統(tǒng)一研究整體(下文稱為對象一)，斷面內(nèi)除軌道結構外的土建結構綜合為另一個研究整體(下文稱為對象二)，詳見圖1；線路為碎石道床結構形式時，軌道結構主要為包含鋼軌、扣件、軌枕、碎石道床在內(nèi)的統(tǒng)一研究整體(下文稱為對象三)，斷面內(nèi)除軌道結構外的土建結構綜合為另一個研究整體(下文稱為對象四)，詳見圖2。

為形象說明土建結構在軌道動態(tài)檢測作業(yè)中對檢測結果的影響，選取土建結構中對軌道動態(tài)檢測幾何參數(shù)影響較為突出的高低、水平(超高)、軌距三項指標進行分析說明。

1.1 軌道結構對軌道動態(tài)檢測數(shù)據(jù)影響分析

根據(jù)GJ-6檢測系統(tǒng)的原理[1]可以知道對象一、三在軌道高低和水平(超高)項目檢測中能夠影響檢測結果的因素主要有：

1)鋼軌病害缺陷，例如高強度的鋼軌波磨、無縫線路焊接接頭處的高低接頭病害等；

2)扣件病害缺陷，例如軌下墊板/板下墊板缺失造成的空吊病害等；

3)線路中軌枕空吊病害；

4)線路整體碎石過渡段軟硬結合部位的豎向結構剛度差異。

GJ-6軌道檢測系統(tǒng)參數(shù)見表1。

表1 GJ-6軌道檢測系統(tǒng)參數(shù)

對象一、三在軌道軌距項目檢測中能夠影響檢測結果的因素主要有：

1)鋼軌磨耗。鋼軌垂直磨耗與作用邊的側向磨耗都能影響軌距檢測結果；

To understand detailed characteristics of jet noise from singlestream exhausts,for a given nozzle,the spectral characteristics of the parametric variations can be examined in two ways:(A)fi x NTR and vary NPR and(B)fix NPR and vary NTR based on the nozzle operating conditions defined in Table 2.

2)扣件橫向不穩(wěn)定性?？奂袖撥壾壍着c扣件擋肩或軌距塊離縫，扣件錨固螺栓與軌枕的聯(lián)結失效都會導致扣件橫向穩(wěn)定性不良；

3)道碴不密實或軌枕病害導致的線路橫向穩(wěn)定性不良。

盡管軌道結構存在的病害缺陷可以通過軌道動態(tài)檢測數(shù)據(jù)結果表現(xiàn)出來，但是軌道結構中的各種病害缺陷都有一定的影響范圍，在影響范圍以外顯示出來的檢測數(shù)據(jù)結果緣由是值得思考的問題。

1.2 土建結構對軌道動態(tài)檢測數(shù)據(jù)影響分析

土建結構是地鐵各類設備安裝的基礎，土建結構形式、結構狀態(tài)直接或間接影響著其他專業(yè)設備的狀態(tài)。城市軌道交通運營線路中的軌道專業(yè)設備因與土建結構的緊密聯(lián)系其設備狀態(tài)(主要為軌道線路幾何狀態(tài))受到結構形式、結構狀態(tài)的直接影響。在對線路進行軌道動態(tài)檢測中常發(fā)現(xiàn)軌道結構良好的線路區(qū)段仍然出現(xiàn)異常檢測數(shù)據(jù)，很多土建結構病害在高精度的GJ-6軌檢系統(tǒng)檢測過程中都能有數(shù)據(jù)體現(xiàn)，同時在專業(yè)人員的配合下也能在現(xiàn)場設備檢查結果中予以核實確認。

研究成果已經(jīng)表明，高速鐵路中橋梁結構變形映射至軌面幾何形態(tài)中呈現(xiàn)出定量化的變化關系。運行線路中鋼軌變形最值與橋梁結構變形幅值呈線性關系，橋梁結構變形幅值越大鋼軌變形最值相應增大[2-4]。梁體結構變形表現(xiàn)形式多種，梁體的縱橫向位移變形、扭轉變形、支座變形、墩臺變形、梁體的上拱或下?lián)献冃蔚?。這些結構變形因素中的一種或幾種變形在滿足適當條件下都能映射至軌面幾何形態(tài)中表現(xiàn)出來。地鐵運營線路雖與高速運營鐵路存在差異，但結構形式與軌面之間的關系仍具有借鑒意義。

土建結構沉降會影響軌面不平順[5]。當土建結構發(fā)生不均勻沉降時無砟軌道結構在自重荷載和列車動荷載的共同作用下發(fā)生跟隨性沉降變形。各層沉降幅值依次增大，沉降值越大軌面不平順越明顯，在特定沉降波長條件下，沉降值超過25 mm時軌道結構與土建結構發(fā)生脫空，軌面不平順明顯顯現(xiàn)出來。在線路動態(tài)軌道檢測結果中軌面不平順的值與土建結構沉降值成正比關系，并且在某特定范圍內(nèi)有放大或收縮一定影響值。結構沉降能導致軌道線路幾何狀態(tài)不平順，最終通過軌檢系統(tǒng)在檢測結果中顯現(xiàn)。

對象三、四作為與軌道專業(yè)設備的直接聯(lián)系的土建設備，是軌道專業(yè)設備安裝的基礎，當對象三、四出現(xiàn)病害缺陷時引發(fā)軌道整體結構穩(wěn)定性差異導致線路檢測結果數(shù)據(jù)異常。這種異常時常以超出軌道結構影響范圍以外的檢測數(shù)據(jù)值表現(xiàn)出來。準確及時的發(fā)現(xiàn)和識別這些超出軌道結構影響范圍以外的異常檢測數(shù)據(jù)結果，為土建結構的故障識別、病害養(yǎng)護和結構安全隱患消除提供輔助方法和方向。

2 軌道動態(tài)檢測數(shù)據(jù)中土建結構引起的異常識別與應用

2.1 橋梁豎向撓曲變形

2.2 整體道床脫空

2014年6月某地鐵線路在軌道動態(tài)檢測時發(fā)現(xiàn)線路左右高低異常，三角坑、水平異常。異常處左高低峰值6.15 mm，谷值5.17 mm，4.25 m范圍內(nèi)高低差值為11.43 mm。水平值-6.88 mm，三角坑病害4 m范圍內(nèi)13.70 mm。專業(yè)人員現(xiàn)場無荷載靜態(tài)檢查軌道結構設備良好，后續(xù)對土建結構進行檢查時發(fā)現(xiàn)此軌道數(shù)據(jù)異常處為地鐵隧道區(qū)間上下行聯(lián)絡通道處，因土建結構沉降，導致整體道床與土建結構剝離，形成脫空部位，在道床自重和列車動荷載作用下在線路動態(tài)軌檢中表現(xiàn)出軌道幾何不平順，以高低項反應最為突出。整體道床脫空病害在發(fā)展初期往往具有一定的隱蔽性，在現(xiàn)場結構巡檢中一般難以發(fā)現(xiàn)，通過動態(tài)軌檢及時發(fā)現(xiàn)整體道床的脫空病害并及時進行維修治理，消除地鐵運營安全隱患，見圖5。

2.3 局部結構沉降

2016年4月某地鐵線路在軌道動態(tài)檢測時發(fā)現(xiàn)線路下行8K+700左右高低突發(fā)異常，高低峰值13.28 mm,谷值13.71 mm，9.15 m范圍內(nèi)高低變化值26.50 mm，軌道專業(yè)人員現(xiàn)場檢查此處軌距、軌向、水平參數(shù)均在正常范圍內(nèi)。后續(xù)土建專業(yè)人員在詳細檢查后確認該區(qū)域存在結構沉降病害。此案例進一步表明軌道動態(tài)檢測在輔助監(jiān)控土建結構狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)土建結構病害中具備一定作用，見圖6。

2.4 軌道動態(tài)檢測在土建結構管控中的應用

土建結構是城市軌道交通運營的基礎，橋隧結構安全是地鐵安全運營的首要因素，做好對土建結構監(jiān)管是保障地鐵安全運營的必要工作。地鐵橋隧結構具有形式多、數(shù)量大、分布廣的特點，部分結構病害隱蔽性強、發(fā)展快、后果影響嚴重。能有效借助高精度的動態(tài)軌道檢查設備加強對土建結構的監(jiān)測，既能提高監(jiān)測效率還能及時發(fā)現(xiàn)和處理部分土建結構病害，利用持續(xù)的軌檢數(shù)據(jù)跟蹤分析能有效掌握和分析土建結構病害的發(fā)生、發(fā)展過程并做好過程管控。

將軌道動態(tài)檢測技術運用在土建結構監(jiān)測中一方面能加強專業(yè)人員之間的聯(lián)系溝通，通過軌檢數(shù)據(jù)分析研究和現(xiàn)場比對檢查不斷提升專業(yè)人員的技能水平；另一方面，充分利用軌道動態(tài)檢測設備輔助對土建結構的變形情況進行測量；最后通過對軌檢數(shù)據(jù)的識別和分析，能對土建結構中的隱蔽性較強的病害進行發(fā)現(xiàn)和監(jiān)控。

結合本文的多個現(xiàn)實案例，可以考慮利用軌道動態(tài)檢測設備對橋梁結構變化、整體道床脫空、局部結構沉降等進行輔助監(jiān)控，提高設備利用率，加強土建結構變形管控。

3 結語

1)軌道動態(tài)檢測中數(shù)據(jù)結果并非完全由軌道結構影響。

2)軌道動態(tài)檢測中對地鐵運營線路中的整體道床脫空、結構沉降等土建結構病害及高架線路中橋梁豎向撓度特征都能在軌檢數(shù)據(jù)中直觀表現(xiàn)。

3)運營線路中土建結構管控過程中存在巡檢周期長、病害隱蔽難發(fā)現(xiàn)等困難，借助其他輔助監(jiān)測手段能加強土建結構設備的狀態(tài)管控。

4)軌道結構與土建結構之間的緊密聯(lián)系，通過軌道動態(tài)檢測數(shù)據(jù)分析可以判斷軌道幾何狀態(tài)與土建結構狀態(tài)，將地鐵軌道動態(tài)檢測運用拓展至土建結構的變形監(jiān)測，為土建結構的養(yǎng)護維修、病害治理和安全管控提供數(shù)據(jù)支撐，為城市軌道安全運營提供堅實保障。