从动检车波形图分析入手，发现XX高速铁路出水洞大桥桥墩偏移病害

从动检车波形图分析入手，发现XX高速铁路出水洞大桥桥墩偏移病害

官挺前唐安慧伍小卫朱念波徐坤

昆明南工务段 云南昆明  650000

摘要：本文阐述了车间通过分析检测数据发现XX高速铁路出水洞大桥桥墩偏移病害的过程，总结了从动检车波形图的分析入手、结合其它检测数据来发现铁路线路薄弱处所的思路和方法，为今后类似情况的分析提供借鉴，对提高数据分析人员的业务能力、分析水平和工务设备管理水平有一定意义。

关键词：动检车 无砟轨道 数据分析 设备病害

车间在线路质量分析时发现，XX高速铁路出水洞大桥 K2078+820处动检车波形图中轨向和长波轨向的波形严重不良，其后对CPⅢ控制网复测资料进行分析，分析发现该处CPⅢ控制点的平面坐标发生较大变化。

线路专业通过安博格精测，发现线路平面偏移约10mm，但是桥路人工常规检查没有发现问题。车间及段多次研究后采用激光水准仪测量墩身中心线的方法进行检查，最后发现出水河大桥6#墩发生偏斜，墩顶横向偏移40mm，偏移角度0.217°。

本文重点从线路分析检查的角度，总结了从动检车波形图的分析入手、结合其它检测数据来发现无砟轨道薄弱处所的思路和方法，为今后类似情况的分析提供借鉴，对提高数据分析人员的业务能力、分析水平和工务设备管理水平有一定意义。

1设备概况：

出水洞大桥为13跨32m箱型简支梁，中心里程K2078+843m,全长437.54m，全桥支座采用球形钢支座,主要通过灰岩底层，地表溶蚀洼地等岩溶形态较发育，由于受区域构造影响，灰岩层中网状裂隙较发育，多呈微张-张开状，多被黏土或方解石脉充填，岩体整体较完整，地表调查见溶沟、溶槽、溶孔等岩溶发育现象。

该处线路平面线型为圆曲线、曲线长度L=3743.5106米、曲线半径Ｒ=11005米、缓长l=410米、超高H=70mm；坡度-3.6‰（向昆明方向为下坡）、坡长2000米，锁定轨温为17℃，CRTSⅠ型双块式无砟轨道。

2出水洞大桥无砟轨道结构及CPⅢ坐标系统

2.1 无砟轨道结构

高速铁路无砟轨道是由刚性的道床来代替碎石道砟层的轨道结构形式，具有均匀、连载支承的层状结构，具有高平顺性、高稳定性、高可靠性的特点。

桥上的CRTSⅠ型双块式无砟轨道铺设于梁面上，底座采用分块式结构，厚度约210mm，长度和宽度与道床板相同，通过梁体预埋套筒植筋或预埋钢钢筋与桥梁相连接。底座顶面铺设土工布隔离层。

2.2  CPⅢ控制网

为保证高速铁路轨道在三维空间中线形精密定位和高精度的几何线形，在框架平面控制网（CP0）分三级布设平面控制网，第三级为轨道铺设和运营维护提供控制基准的轨道控制网（CPⅢ控制网）。

2.2.1  CPⅢ桩点设置

CPⅢ控制网沿线路分上下行成对顺序布设，桥上CPⅢ点设置在桥梁固定端的防护墙上，距离梁端0.5米，如下图。

CPⅢ桩点点号由七位数组成，前四位为所在里程的公里数，第五位为数字“3”代表CPⅢ，后两位为点的顺序号，上行线侧编号为双号、下行线侧编号为单号。

2.2.2  CPⅢ控制网坐标系

CPⅢ采用工程独立坐标系，为轨道铺设和运营维护提供控制基础，资料包括桩点号、东坐标、北坐标、高程等数据，维修工作时通过全站仪和安博格小车进行精确测量，来保证线路在三维空间中的绝对位置。

CPⅢ点的平面坐标是通过与国家高等级平面控制点联测解算平差而来，X轴是南北方向坐标、Y轴是东西方向坐标；H为高程，测量点沿铅垂线方向到大地水准面的距离。

X的数值越大表示该点越向北，Y的数值越大表示该点越向东，如下图

3 检查情况及分析过程：

3.1  分析2021年6月26日上行线动检车波形图时发现K2078+819长波120米轨向为5.96mm（I级偏差为6.0mm），与开通时波形图相对变化5.60mm，轨向偏向于线路右侧（面对昆明方向）。见下图：

同时下行线动检车波形图显示： K2078+825处120米长波轨向为-3.59mm，与开通时动检车波形图相比，变化4.01mm。轨向偏向线路右侧；如下图：

3.2  安博格精测数据

2021年7月6日凌晨曲靖北线路车间使用安博格对该处轨向进行测量，经测量，现场平面与设计平面相差最大处位于6#墩（K2078+826）处，上行最大为10.6mm、下行最大为9.2mm，向右（面向昆明方向）。

3.3CPⅢ桩点复测资料

2020年8月由四川西南交大铁路发展股份有限公司对富源北至K2088段CPⅢ进行复测，K2078+800处（2078327、2078328#Ⅲ桩）东、北坐标成果如下：

注：表中ΔX、ΔY为2020年和2016年两次测量的北、东坐标差。

高程复测成果如下：

注：表中ΔH为2020年和2016年两次测量的高程之差。

2078327#、2078328#CPⅢ桩坐标2020年复测数据与2016年数据发生较大的变化，北坐标值分别变化变化+8.3、+9.8mm，东坐标变化-2.2mm、-0.3mm。

3.4  人工检查没有发现轨道板开裂、横移错位的现象；桥面防水层完好、桥面附属设施无抵死、墩台上相邻梁间、梁端的间距，在设计梁缝宽度±10％范围内，能够保证梁体自由伸缩；墩身无裂纹，支座状态良好、无位移痕迹；墩台支撑垫石、墩台顶面状态良好。

4  分析过程：

4.1检测数据显示出线路平面向右侧偏移，CPⅢ桩均向北方发生偏移，示意图如下：

4.2 通过人工检查，桥梁设备状态正常，没有发现造成线路平面偏移的原因，这让车间感到非常困惑，通过多次分析，疑似桥墩发生不均匀沉降造成桥墩偏斜。分析如下：

（1）由于线路铺设于轨道板上，线路平面发生偏移，但轨道板没有开裂、横移错位的现象，因此判断为轨道板与线路同时发生横移，即轨道板变化后造成线路平面变化。

（2）CPⅢ桩成对设置于桥的桥梁梁体的防护墙上，防护墙与梁面相联；而轨道板铺设在桥梁的梁面，两者不直接相联，因此两者之间变化无直接关系，即线路平面和轨道板发生变化时不会造成CPⅢ桩位置变化。因此判断是梁体发生横移后带动轨道板和CPⅢ桩同时发生变化。

（3）6号墩处有四个支座， 1#为横向活动支座、2#为固定支座、3#为多向活动支座、4#为横向活动支座。人工检查情况为：梁底与上、下座板密贴无间隙、支座状态良好、灌浆料状态良好无裂纹，支座无位移痕迹。因此判断是梁体发生横移与支座无关。

（4）通过上述分析，造成线路平面偏移的最大可能性是墩体状态发生变化，由于上述检测数据中高程基本无变化，排除了墩身下沉的可能性，剩下可能性就是桥墩发生不均匀沉降，导致墩顶偏移并造成线路平面发生变化，如下图所示：

5 2023年3月，桥路专业使用激光水平仪对墩身进行垂直度测量，发现墩顶处墩身中心线向线路右侧偏差40mm，桥墩高度10.55m，经计算垂直度0.217°，偏移方向与线路平面偏移方向一致。

6结束语

6.1该设备病害较为隐蔽，车间通过大量的分析、使用不同的检测方式才找出设备存在的问题。这证明了以分析动检波形图切入点，结合其它检测数据和人工检查情况，找出可能存在的设备变化，是一种可行的办法。

6.2 正常情况下，无砟轨道平顺性较高，列车荷载下钢轨各支点的弹性变形较均匀，几何形位保持持久，轨下基础发生变形时，线路的空间位置会发生变化。也就是就，当线路的空间位置发生变化时，极可能是轨下基础设备也发生了变化。这种变化是长期缓慢的，对线路质量影响是长期的。因此当线路专业的数据分析人员发现波形图高低、轨向长期发生变化时，需要慎重对待，必要时联系桥路专业人员进行共同检查，才能最终确定设备存在的问题。

6.3 在线路日常分析中，动检车波形图分析是一个重要的分析内容，在无砟轨道地段，当高低、轨向发生变化后一定要重视，通过各种检查手段最终确定设备存在的问题，为后期整治提供重要依据。

参考资料：

《高速铁路线路维修规则》     铁工电〔2023〕106号

《铁路工务技术手册  线路检测与测量》       中国铁路总公司运输局工务部

《铁路线路检测与分析》                   李超雄  磨巧梅 尤军  桂军 主编

《铁路轨道动态检测与不平顺管理》            张建军 编著