广州地铁四号线线路状况分析及维修对策

摘要：广州地铁四号线，目前已开通黄村站至金洲站，正线线路长度为92.12km（上、下行）,到2015年新线规划金洲站经南沙客运港延伸至资讯科技园，长11.7km，届时四号线线路长度将达上百公里。本文主要依据轨检车G631的检测数据，并与现场实际测量结果进行比较，得出轨检车主要的超限项目与现场存在的轨道病害关系，提出具有针对性的线路维修对策。实践证明，通过对四号线线路状况的系统分析，依据轨检车检测数据提出相关维修措施可以有效提高线路设备的质量，保障行车安全。

前言：四号线目前线路轨道动态检测的频率为每个月三次，得到有效参数，如轨道的高低变化、水平位置以及铁轨轨距和轨道方向等，以此为参照，对数据进行校正，从而将所有参数控制在规定的范围内。

1．四号线线路情况概述

四号线正线线路总长度为92.12km,其中有碴轨道线路长度2.794km,地下轨道线路长25.674km,高架轨道线路长度57.066km，曲线线路长度长达31.46km。四号线运营5年以来，陆续出现道床板空腔，桥上板式道床开裂，简支梁桥地段高低异常等线路病。深刻认识各类病害给线路安全运营带来的危害，分析其原因，及时采取必要措施，是日后开展线路工作的重要内容。

2．四号线轨检数据分析

以2013年5月21号检测结果为例，研究分析各类超限产生的原因，并提出相应维修对策。2013年5月21日轨检车G631对四号线轨道线路进行了检测，本次检测区间为黄村—金洲区间上、下行（不含出、入段线），本次检测各类超限共计1478处，其中二级超限9处，其中有6处轨向， 3处高低。本次检测过程中系统较为稳定，轨道几何检测并未发现异常情况，数据也无明显误判，具备参考性。

本次四号线检测各类超限共计1478处，各项目超限类型统计见下表。

超限类型统计表

类型 各类超限分布数量（处） 占超限总数百分比

高低超限 697 47.16%

轨向超限 425 28.75%

轨距超限 71 4.8%

三角坑超限 281 19.01%

水平超限 4 0.28%

总和 1478 100%

由上表可知，高低、轨向超限已成为四号线超限的主要问题，且四号线多处出现异常高低（低峰值）情况。

3．超限扣分原因调查

3.1高低超限中的低峰值异常

根据轨检车（G631）在四号线的调试所得数据、波形图分析，四号线高架段部分地段出现连续的高低二级超限，波形图出现连续异常针状形，如下图所示：

此地段为四号线高架段线路区间为东涌-黄阁汽车城，里程为K46+600—K47+200,线路为直线段、桥上板式道床、轨道下基础为简支梁桥。利用轨道10m 弦线高低测量法对该段高低进行静态复查，所得数据与动态检测数据进行对比分析，现场复查高低情况与检测数据基本相符，实际里程、峰值无太大偏差。

经调查发现，在四号线所辖整体道床、碎石道床、钢构桥地段并无显示针状波形图，仅在简支梁桥地段高低峰值呈现如第一张图的针状波形图。结合静态、动态复查数据分析，出现前后两处高低超限（低峰值）相隔间距为30m，且都处于简支梁桥伸缩缝位置，根据四号线简支梁桥跨径为30m的特性，桥梁伸缩缝位置出现低峰值，跨中位置出现高峰值，形成线路状态两头低、中间高的局面，根据四号线轨道零部件刚性大、不可压缩、不易变形等特性，初步判断为高架桥桥面跨中拱起而引起线路高低异常。

3.2 曲线地段的车体水平加速度

以11月7号的超限数据为例：总共检测所得的597处超限中，有577处超限位于曲线地段，占比例的97%。

根据对四号线曲线情况统计，四号线正线曲线长度共计为31.49km，其中小半径曲线有3.449km。

考虑到四号线曲线公里数较长，且每个曲线都设一定的超高，按照下列公式设置：（h为曲线超高、V为列车通过速度、R为曲线半径）。正线列车通过时，允许一定的过超高和欠超高，但要符合《维规》中的标准。曲线超高是按照通过的平均速度计算得出的，但轨检车的通过速度未必达到该曲线的设计速度，这就导致部分未被平衡的水平加速度，公式如下：

式中h为曲线超高（mm）、g为重力加速度、s为两钢轨中心距。

曲线欠超高公式为hq=-h=153a.

考虑到车辆弹簧装置对未平衡加速度的附加作用：ak=(1+0.2) ak=(1+0.2)=(m/s2)

由上述公式可知:每13mm的欠超高或者过超高，会产生0.01g的未被平衡的水平加速度。在《维规》中未被平衡的欠超高一般不能大于75mm，这表明轨道几何尺寸在无任何超限的情况下，当列车以线路允许速度通过曲线时，就存在0.059g的车体水平加速度，而轨检车水平加速度I级、II级超限的数值分别为0.06g和0.10g。这就表明线路在理想状况下，仅因为受轨检车运行的速度的差异就会产生I级车体水平加速度超限。当线路稍微有不良情况时，就很有可能产生II级、甚至是III级超限。

4.目前四号线的维修对策

四号线目前线路状态较差的区域主要有以下几点：

黄村-车陂上下行地段。

K27-31km碎石道床地段及碎石道床与板式道床结合部。

黄阁-蕉门小曲线半径地段。

高架段伸缩缝结合部。

结合现有的线路状况，制定详细整改方案，有计划的整治一类峰值较大、扣分较集中地段，采取如下措施：

加强小半径曲线的养护，及时调整大小不均匀正矢，小曲线半径地段要有计划安排对钢轨波磨进行打磨。

碎石道床地段线路接头高低采用起垫结合的方式综合整治，适当抬道、抬长道，顺平接头高低。

板式道床伸缩缝间高低整治时适当垫高1―2mm，

加大力度对水平及三角坑问题的整治。整治水平及三角坑、轨距、轨向、高低时，要严格按照一空一检的方法，全面细致检测。

5、结束语

为了确保地铁的正常安全运行,就要及时经常对轨道的运行情况进行动态检测,得到有效数据,如轨道的高低变化、水平位置以及铁轨轨距和轨道方向等,，把静态检查数据和动态检测数据紧密结合应用,以更好地指导线路维修工作，保障地铁的舒适运营。