广州地铁四号线直线电机车辆段基于整体道床的“零轨

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1、广州地铁四号线直线电机车辆段基于整体道床的“零轨摘　要　广州地铁四号线直线电机车辆段基于整体道床的“零轨”铺设技术是目前国内外均未涉及的新技术领域,“零轨”铺设技术利用了支柱H型钢检查坑式整体道床,解决了轨道各项尺寸精度为1mm以内的难题,保证了直线电机机车车辆运行参数和直线电机气隙的精确稳定。结合工程实例,对“零轨”铺设的关键技术,即整体道床一次性整体成型技术、支柱式H型钢检查坑道床一次性成型技术进行了分析研究,对轨道尺寸精度调整所采取的一系列措施进行了总结。关键词　直线电机轨道　整体道床　零轨

2、铺设　精度控制广州地铁四号线在国内首次应用了具有世界先进水平的中大运量直线电机运载系统,其直线电机车辆段是四号线的控制中心,也是四号线全线69.64km线路的车辆运用、调度、段内编组、车辆停放、维修、各种运营设备维修保养的重要场所。为满足直线电机车辆检修、直线电机的安装调试、直线电机本体与感应板之间气隙的测定调整等功能的综合需要,段内需在不同功能区不易变形的整体道床部位设置不同形式的高精度轨道———“零轨”。1“零轨”的由来与传统轮轨驱动系统不同,直线电机轨道运载系统的机车车辆采用与普通旋转电机不

3、同的直线电机产生驱动力,它的电机由完全分离的两部分组成:板状的初级定子固定在机车车辆上,而次级转子演变为复合金属平板(即感应板)沿轨道线路延伸,并固定在道床上成为道床的一个不可分割的组成部分。定子绕组与转子之间的间隙———气隙的大小直接影响直线电机的驱动能力和工作效率。为保持直线电机车辆的良好状态,维持直线电机气隙的精确与恒定,除机车车辆各部件加工精度要求较高之外,工程上通常会采取很多保障措施。(1)尽量减小道床加载后路基的工后沉降尤其是不均匀沉降,如加固碎石道床路段路基强度、强化压道整道措施、延

4、长路基自然沉降期等;(2)精确调整正线和车辆段内铺设感应板区域的轨道参数如轨距、高低、水平、轨向等,减小轨道系统本身偏差;(3)通过提高感应板安装精度,确保感应板顶面与钢轨顶面的间距准确;(4)在车辆段专用库房整体道床位置铺设高精度的轨道,并以此轨道作为机车安装调试基准轨,以减少机车车辆和直线电机本身的安装、调整、测量偏差。以上第4种措施所述的高精度轨道以追求轨距、高度、水平、方向以及2条铁轨的平行度等参数误差趋近于零为目标,对于此种高精度轨道,国际上并无通用名称可参考,因而在广州地铁四号线车辆段

5、工程中,该类型轨道被业主、设计、监理和施工各相关单位通称谓“零轨”。简言之,“零轨”就是为提高直线电机机车车辆的安装调试精度,精确调整检测直线电机定、转子之间的气隙而专门铺设的误差极小的专用轨道。运营过程中,“零轨”主要在以下几种情况下发挥关键作用:一是新车上线运营前直线电机在机车车辆转向架上进行初始安装和调整;二是运营过程中直线电机气隙的在轨实时检测;三是在直线电机机车车辆状况变化时进行定检、定修、架修、大修理后的功能恢复;四是路基、轨道、感应板参数发生变化足以影响直线电机功效发挥时的气隙重新调

6、校。针对上述不同情况,广州地铁四号线车辆段段内分别在运用库的检查库内三条检查线、静调临修库的静调线和洗车机棚的洗车线分别铺设了8处共260m长的“零轨”段。2“零轨”铺设的技术思路1mm的尺寸精度对于机械加工行业来说比较容易实现。对于以钢筋混凝土浇注为主要工艺方法的整体道床轨道工程来说,实现难度就相当大。在广州地铁四号线车辆段轨道施工组织设计评审阶段,有关轨道工程专家对1mm的轨道标准要求提出质疑,并建议业主、设计修改“零轨”精度要求。但直线电机感应板的安装精度要求以及气隙调整的实际需要要求轨道尺

7、寸必须满足这个标准。通过反复论证,最终确定,“零轨”技术的精确实现有赖于相互联系的两个工艺过程的准确达成:一是“零轨”的基础,即整体道床结构一次性整体灌筑成型,另一个是拟铺设“零轨”区段的轨道尺寸参数的精确调整。在广州地铁四号线车辆段的“零轨”铺设过程中,“零轨”的高精度分两个阶段通过渐次逼近的方法实现:整体道床结构施工完成后保证轨道尺寸精度在±2mm之内,然后通过反复调整使轨道尺寸最终达到0到1mm之间的“零轨”精度标准。3“零轨”铺设技术3.1整体道床一次性整体成型技术广州地铁四号线直线电机车

8、辆段拟铺设“零轨”的整体道床有如下几种形式:一是普通长枕埋入式整体道床(见图1),轨枕中央的2个螺栓孔用于固定感应板,道床成型后,可通过增减感应板下方的调整垫片来调节感应板顶面距轨面的高度。二是库内横通道长枕埋入式整体道床(见图2),与普通长枕埋入式类似。道床成型后,先调整好高度并固定好感应板,最后将感应板与道床浇注成一个整体形成横通道。三是支柱H型钢检查坑式整体道床(见图3)。这种道床采用无轨枕支柱式设计,在钢轨与支柱之间首次应用H型钢过渡。H型钢的运用增大了轨道刚度,为“零轨”