關(guān)于發(fā)布鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的公告
(工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)2023年第2批)
為適應(yīng)高速鐵路大跨度橋梁建設(shè)需要,優(yōu)化大跨度橋梁軌道鋪設(shè)精度標(biāo)準(zhǔn),推動鐵路科學(xué)技術(shù)進步和鐵路建設(shè)運營邁向更高水平,擬對《高速鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》TB 10754-2018等3項鐵路工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)內(nèi)容進行局部修訂。現(xiàn)公布局部修訂條文,自公布之日起實施。
一、《高速鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》TB 10754-2018
(一)修改第17.2.1條。
正文修改為:經(jīng)精調(diào)整理后,無砟軌道靜態(tài)鋪設(shè)精度應(yīng)符合表17.2.1的規(guī)定。
檢驗數(shù)量:施工單位連續(xù)檢測;監(jiān)理單位全部見證檢驗。
檢驗方法:施工單位采用全站儀及軌道幾何狀態(tài)測量儀檢測,監(jiān)理單位見證檢驗。
(二)修改第17.3.1條。
正文修改為:經(jīng)精調(diào)整理后,有砟軌道靜態(tài)鋪設(shè)精度應(yīng)符合表17.3.1的規(guī)定。
檢驗數(shù)量:施工單位連續(xù)檢測;監(jiān)理單位全部見證檢驗。
檢驗方法:施工單位采用全站儀及軌道幾何狀態(tài)測量儀檢測;監(jiān)理單位全部見證檢驗。
二、《鐵路軌道設(shè)計規(guī)范》TB 10082-2017
(一)修改第3.3.1條。
正文修改為:高速鐵路、城際鐵路正線有砟軌道線路靜態(tài)平順度應(yīng)符合表3.3.1的規(guī)定。
(二)修改第3.3.6條。
正文修改為:高速鐵路、城際鐵路正線無砟軌道線路靜態(tài)平順度應(yīng)符合表3.3.6的規(guī)定。
(三)新增附錄A。
1 新增正文:
附錄A軌道靜態(tài)幾何不平順60m弦中點弦測值計算方法
A.0.1本方法適用于計算200m高通濾波后軌道靜態(tài)幾何不平順60m弦中點弦測值。
A.0.2高速鐵路大跨度橋梁受溫度變形影響顯著,為保證對行車有影響的軌道長波不平順評價的準(zhǔn)確性,將波長200m以上的長波成分濾除(軌道不平順測量的采樣距離不應(yīng)大于扣件節(jié)點間距)。設(shè)計的高通濾波器主要參數(shù)應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 通帶邊界空間頻率為0.005(截止波長為200m)。
2 在通帶邊界頻率處,通帶衰減不超過-3dB。
3 在阻帶中至少有24dB/倍頻程的斜率。
4 宜采用巴特沃斯、切比雪夫4階濾波器,濾波器性能如圖
2.新增條文說明:
A.0.2說明圖A.0.2為典型軌道不平順濾波前后的功率譜對比,由圖可知,濾波前后200m波長范圍內(nèi)的功率譜基本重合。
說明小于200m的波長成分沒有因濾波而損失。
A.0.3樣例。某橋上線路軌道靜態(tài)高程偏差如說明圖A.0.3-1。
經(jīng)200m高通濾波后的軌道高低不平順如說明圖A.0.3-2。對說明圖A.0.3-2所示數(shù)據(jù)進行60m弦中點弦測值計算如說明圖A.0.3-3。
三、《高速鐵路設(shè)計規(guī)范》TB 10621-2014
(一)修改表9.2.1-1。
(二)補充第9.2.1條條文說明
補充條文說明:
1.大跨度橋梁軌道靜態(tài)高低長波不平順驗收
(1)大跨度橋梁軌道工程驗收現(xiàn)狀
大跨度橋梁在溫度、風(fēng)、二期恒載以及施工偏差等因素的綜
合作用下，長期處于豎向、橫向、縱向、扭轉(zhuǎn)變動狀態(tài)中，變形復(fù)雜，尤其垂向變形較大。驗收階段軌道鋪設(shè)精度的測量結(jié)果不僅包含了線路鋪設(shè)精度偏差，也包含了橋梁施工偏差和溫度變形，尤其軌道靜態(tài)高低長波不平順和軌道高程受橋梁變形影響較大，與路基區(qū)段的線路平順狀態(tài)差別顯著。
(2)國外高速鐵路高低長波不平順控制標(biāo)準(zhǔn)
對于高速鐵路，各國都制定了高低長波不平順控制標(biāo)準(zhǔn)。德國高速鐵路無砟軌道采用(300或480a)m基線的矢距差法評價，與我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)一致。日本、法國、韓國、美國等采用基于固定弦長的中點弦測法進行評價，詳見說明表9.2.1-1。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)發(fā)布的《鐵路應(yīng)用軌道幾何質(zhì)量第1部分:軌道幾何及其質(zhì)量描述》ISO23054-1∶2022，規(guī)定軌道不平順的測量與評價可采用弦測法。
日本長期采用中點弦測法進行動靜態(tài)不平順管理。新干線軌道長波高低不平順采用40m弦中點弦測法評價，目前最高運營速度為320km/h，各鐵路公司或研究機構(gòu)針對軌道長波高低不平順制定了運維管理標(biāo)準(zhǔn)，詳見說明表9.2.1-2。日本學(xué)者研究表明，40m弦和60m弦中點弦測法可用于高速鐵路長波不平順的控制，對于300km/h及以上高速鐵路，采用60m弦測法更為合理。
(3)大跨度橋梁軌道靜態(tài)高低長波不平順評判指標(biāo)中點弦測法計算公式從形式上近似于二階差分，即軌道的二階導(dǎo)，幾何特征上與軌道的曲率直接相關(guān)，而車體加速度主要受
速度和曲率的影響。因此，中點弦測法計算出的中點矢距能夠很好的反映車體加速度，我國現(xiàn)場精調(diào)作業(yè)也常采用不同弦長中點弦測法進行控制。
同時，我國動態(tài)驗收高低不平順采用空間曲線評價，250km/h速度等級線路需要管理到70m波長，300、350km/h速度等級線路需要管理到120m波長，為保證線路達到動態(tài)驗收要求，采用的弦長需要涵蓋120m波長范圍。不同弦長控制的有效波長范圍并不相同，其傳遞函數(shù)見說明圖9.2.1-1。由該圖可以看出，對于長波不平順的控制采用60m弦長進行管理最為合理。
鐵路大跨度橋梁軌道靜態(tài)高低不平順受到橋梁變形的影響，其最長波長與橋梁跨度相當(dāng)，可達千米，但并非所有的波長均需納入管理，歐盟標(biāo)準(zhǔn)《鐵路應(yīng)用軌道軌道幾何質(zhì)量》EN13848和《鐵路應(yīng)用軌道施工驗收》EN13231對高低不平順的管理波長為150m，日本新干線對高低不平順的管理波長為100m。為確定適合我國高鐵大跨度橋梁的長波不平順管理波長范圍，構(gòu)造波長40m~300m的連續(xù)余弦波，采用380B型動車組、速度350km/h進行仿真分析，結(jié)果表明車體加速度受200m及以上波長影響很小、此外，對實測數(shù)據(jù)的分析表明，車速180、240和300km/h的三條典型線路實測車體加速度中200m及以上波長成分的頻譜占比最多為0.15%，也證明200m及以上波長成分對車體加速度影響很小。不同車速下200m及以上波長成分在車體加速度中的頻譜占比見說明表9.2.1-3，車速300km/h、南京南到蚌埠南的車體加速度頻譜與頻率關(guān)系曲線見說明圖9.2.1-2。
此外，為研究200m高通濾波對大跨橋上軌道靜態(tài)不平順的適應(yīng)性，選取典型橋梁的靜態(tài)高低不平順，分別對原始不平順和200m高通濾波后的不平順進行動力仿真分析，分析結(jié)果見說明表9.2.1-4。由該表可知，200m濾波對行車安全性和舒適性的影響很小。
200m以上波長成分對車體加速度影響較小，但對60m弦測值的影響相對顯著，滬蘇通、五峰山和裕溪河等特大橋?qū)崪y靜態(tài)高低不平順濾波前后的60m弦測值及對應(yīng)車體垂向加速度見說明表9.2.1-5。由說明表9.2.1-5可知，濾波對實測靜態(tài)不平順60m弦測值的影響與季節(jié)和橋式方案相關(guān)，濾波前后60m弦測值最大相差6mm(五峰山橋)，但濾波對60m弦測最大值的位置基本無影響。綜上，為保證弦測值分析結(jié)果能夠反映實際車體加速度，本規(guī)范對靜態(tài)不平順進行200m高通濾波。實際工程中，設(shè)計階段在保證橋梁結(jié)構(gòu)強度的前提下，不僅對結(jié)構(gòu)在荷載下的變形明確了控制限值，也對溫度、風(fēng)、列車荷載、軌道不平順等因素影響下的行車安全性和舒適性進行了動力性能評估，《高速鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)》TB
10725-2018還對橋梁絕對高程偏差和節(jié)段間的相對高差制定了限值，因此，盡管對靜態(tài)不平順進行了200m高通濾波，但橋梁和軌道的整體變形處于可控狀態(tài)。
基于綜合檢測車實測車體垂向加速度和高低不平順，統(tǒng)計了250km/h和300km/h條件下60m弦測值與車體加速度的相關(guān)關(guān)系，仿真分析了350km/h條件下60m弦測值與車體加速度的相關(guān)關(guān)系，推薦擬合公式如下:
250km/ha=00.063x+0.20
300km/ha=00.080x+0.28
350km/ha=00.097x+0.32
(說明式9.2.1)
式中，a為車體垂向加速度，單位m/s2、x為軌面高低不平順的60m弦測值，單位mm。
《高速鐵路工程動態(tài)驗收技術(shù)規(guī)范》規(guī)定車體垂向加速度動態(tài)驗收限值為1.0m/s2，根據(jù)上述公式，250km/h、300km/h及350km/h速度等級下相應(yīng)的60m弦測值分別為12.7mm、9mm和7.01mm。
(4)大跨度橋梁軌道靜態(tài)高低長波不平順控制標(biāo)準(zhǔn)
結(jié)合我國大跨度橋梁軌道工程驗收，經(jīng)一橋一議開展專題研究提出:贛江、裕溪河、梅溪河、大寧河等特大橋，設(shè)計速度350km/h，鋪設(shè)無砟軌道，軌道高低不平順按60m弦中點弦測法測量，高低容許偏差7mm、酉水河特大橋，設(shè)計速度300km/h，有砟軌道固化道床，軌道高低不平順按60m弦中點弦測法測量，高低容許偏差8mm、鳊魚洲、椒江、五峰山等特大橋，設(shè)計速度250km/h，有砟軌道，軌道高低不平順按60m弦中點弦測法測量，高低容許偏差10mm。以此標(biāo)準(zhǔn)，各大跨度橋梁均動靜態(tài)驗收通過，開通后軌道平順狀態(tài)良好。國鐵集團課題《大跨度橋梁鋪設(shè)無砟軌道技術(shù)深化研究》(2015G001-G)結(jié)合贛江特大橋提出了軌道長波靜態(tài)高低不平順采用60m弦容許偏差7mm進行驗收的標(biāo)準(zhǔn)，并開展了試驗監(jiān)測工作。監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，軌道服役狀態(tài)滿足要求，結(jié)構(gòu)動力性能各項指標(biāo)均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。該項目按此標(biāo)準(zhǔn)順利通過驗收，并于2019年底正式開通運營。
2021年底，依托安九鐵路鳊魚洲長江大橋，完成了60m弦軌道長波靜態(tài)高低不平順偏差專項試驗。該橋梁設(shè)計速度250km/h，有砟軌道，通過預(yù)設(shè)軌道60m弦靜態(tài)長波10mm高低不平順，經(jīng)綜合檢測列車180km/h~275km/h逐級提速試驗，預(yù)設(shè)不平順區(qū)段的軌道動態(tài)(除軌距外)、動車組動力學(xué)響應(yīng)、軌道結(jié)構(gòu)動力學(xué)響應(yīng)、橋梁動力學(xué)響應(yīng)等指標(biāo)均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
2022年7月20日至8月8日進行了滬蘇通大橋?qū)ｍ椩囼�，試驗車�?20km/h~220km/h，車體垂向振動加速度最大值為0.065g，輪重減載率最大值0.36。2022年7月14日至7月21日進行了五峰山大橋?qū)ｍ椩囼灒囼炣囁?60km/h~275km/h，車體垂向振動加速度最大值為0.068g，輪重減載率最大值0.27。車體動力學(xué)指標(biāo)均在規(guī)范允許范圍內(nèi)，可認為滬蘇通和五峰山橋軌道平順狀態(tài)良好。
在全面總結(jié)上述實踐經(jīng)驗和科研試驗成果基礎(chǔ)上，系統(tǒng)梳理滬蘇通、五峰山、裕溪河和贛江等高速鐵路大跨度橋梁開通以來服役現(xiàn)狀，提出高速鐵路大跨度橋梁軌道靜態(tài)高低長波容許偏差可采用60m弦中點弦測法測量，對于無砟軌道，250km/h采用10mm，300km/h采用8mm，350km/h采用7mm、對于有砟軌道，250km/h采用10mm。
2.大跨度橋梁軌道高程偏差驗收
為保證線路實際走向與設(shè)計縱斷面相符，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定軌道鋪設(shè)高程與設(shè)計高程的偏差限值為10mm，考慮到橋梁溫度變形并不反映橋梁和線路的施工質(zhì)量，其對行車性能的影響在設(shè)計階段均已評估通過，且經(jīng)統(tǒng)計，我國已建成的高速鐵路無砟軌道大跨度橋梁主跨跨徑在300m左右，通過施工精細化控制，可以滿足設(shè)計基準(zhǔn)溫度下軌面高程與設(shè)計高程偏差10mm的限值規(guī)定，因此將大跨度橋梁軌道的軌面高程與設(shè)計高程的偏差規(guī)定為設(shè)計基準(zhǔn)溫度條件下的位置偏差。
3.表9.2.1-1中橋上軌道靜態(tài)高低不平順需考慮橋梁溫度變形的影響。
國家鐵路局
2023年3月9日
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