京津城际

京津城际（通用6篇）

京津城际 篇1

摘要：自京津城际投入运营以来,其社会效益和经济效益已有明显体现,为京津经济一体化做出了巨大的贡献。为提高京津城际线路的自动化、提高乘客的舒适度,适当降低司机的劳动强度,假定在京津城际铁路信号系统既有的CTCS基础扩展ATO功能,来满足以上的需求。该文简要的介绍在京津城际上新增加ATO的功能,即列车自动运行、站台精准停车及车门与安全门联动的功能实现方法以及新增的ATO所需的设备。

关键词：京津城际,ATO,CTCS-2

1 研究背景及意义

于2008年建成通车的京津城际列车不同于近些年修建的城际列车,其采用CTCS-3D级列控系统,该列控系统包括西门子有限公司的TRAINGUARD型列控系统和国内的CTCS-2级列控设备。该线路高密度、公交化、准时、舒适、安全的特点为京津一体化进程做出了巨大的贡献。但是随着铁路近些年的高速发展,特别是城市轨道交通的发展,为我国铁路持续健康的发展提供了新的技术并提供了新的发展空间,提供了新的思路。本文旨在探讨在京津城际中增加ATO功能的可行性,ATO的加入将使京津城际列车的智能化得到大幅度的提升,并大量的减轻了司机的工作压力和强度,并且提高了列车的运行效率。

2 ATO在京津城际中可实现的功能

列车控制系统+ATO列控系统由车载设备和地面设备构成。于2008年建成通车的京津城际列车不同于近些年修建的城际列车,采用CTCS-3D级列控系统,该列控系统包括西门子有限公司的TRAINGUARD型列控系统和国内的CTCS-2级列控设备。其改造难度大。车载设备有车载控制器,司机显示单元、信标天线和编码里程计。地面设备有:调度集中系统(CTC)、列控中心(TCC),ZPW-2000系列轨道电路、车-地双向通信系统(TWC)、应答器及精确定位等设备。

如图1为系统结构图。

图1系统结构图

2.1 列车自动运行

为实现列车自动驾驶功能,ATO系统需要ATP及CTC系统的支持。根据CTC传递来的计列车运行计划等信息及ATP提供的列车运行速度、线路允许速度、限速和目标速度,ATO根据ATP和CTC提供的信息,通过控制算法输出控车级位或牵引动力给车辆,实现自动运行功能。在满足列车运行安全和满足运营能力的前提下,为尽大程度提高列车能量使用效率及乘客的舒适感。列册在区间正常运行的情况下,信号系统只会发出一次性的牵引、惰性和制动指令或应尽量减少列车的牵引及制动次数。

2.2 站台精准停车

在高架站上设置安全门后,为实现列车车门与安全门的精准,考虑到京津城际的复杂性,为实现此功能需增设感应环线传输设备。感应环线传输技术较为成熟,对其他系统产生的影响小,施工简单。感应环线分为无源感应环线及有源感应环线。感应环线应安装在钢轨中间的固定位置。将感应环线调至特定的频率,当列车的接收天线接近该线圈时,列车可以从环线获得位置和线路信息。车载ATO计算机通过感应环线内的数据生成制动曲线,保证ATO控制列车精准停车。

2.3 列车车门与安全门联动功能

京津城际没有地下部分,故在站台增设安全门。在以ATO方式停站后,只有当列车停在适当的误差允许范围,即列车线圈与地面感应环线感应耦合的情况下,列车车门与安全门才能联动。当列车正常停靠站台并发送“列车停稳”信息到CTC,列控中心向车载发送开门信息,列车上的允许开门灯亮,司机按压开门按钮,车辆向车载发送开门信息,ATO的停车系统向CTC发送车辆信息。当TCC中的停车计时器到时后,开门码取消,司机按压关门按钮关闭车门,车辆向车载发送关门信息,列车停车系统取消车载到轨旁的信息,列控中心收到车辆关门信号后,下达关闭安全门信息。当安全门完全关闭且锁闭时,安全门提供一个安全信号给列控中心。列控中心收到后,向车载发送允许发车的命令。

3 京津城际铁路增加ATO功能设备

京津城际铁路信号系统只需在CTCS-2和ETCS-1的基础上增加ATO功能设备,就能满足运营需求。ATO的功能设备主要由轨旁设备、室内设备和车载设备。

3.1 轨旁设备

轨旁设备主要由ZPW-2000A系列轨道电路、应答器、及TWC构成。在京津城际上增设TWC设备,即感应环线。感应环线的设置需考虑到列车的制动性能,线路情况,在区间设置无源感应环线,在车站及停车点处增设有源感应环线。如图1中所示。

3.2 室内设备

ATO室内设备主要包括ATO的功能模块和继电接口。继电接口用于ATO功能模块与站台安全门的接口。由联锁系统采集站台安全门的状态信息并将该信息传递给列控中心、车载ATO并将列车信息及车门状态信息传递个站台安全门,完成ATO与安全门的联动。为减少对原有系统的影响和减少调试的难度,单独增设ATO接口设备和列控中心的设备。

3.3 车载设备

考虑到京津城际铁路上运行的列车类型较多,且ATO不具备故障-安全的特性,为不影响列控安全计算机的安全,可在现有的车载设备基础上,在每列车两端各增设一套ATO控制单元。如图1系统结构图所示。ATO控制单元与现有的系统完成列车自动运行、列车精准停车、列车车门与安全门联动功能。

4 结束语

时代的发展,技术的进步使得人们的思维得到了极大的发展,信号系统在保证安全的前提下大胆的创新。ATO的加入将使京津城际列车的智能化得到大幅度的提升,并大量的减轻了司机的工作压力和强度,并且提高了列车的运行效率。同时对类似城际铁路升级改造有着借鉴作用。

参考文献

[1]张曙光.京津城际高速铁路系统调试技术[M].北京:中国铁道出版社,2008:218-318.

[2]杨长辉.ATO技术在城际铁路中应用方案的探讨[J].铁路通信信号,2012,48(10):37-40.

[3]董昱.区间信号与列车运行控制系统[M].北京:中国铁道出版社,2008:168-260.

[4]李红义.京津城际列控系统改造可行性研究[J].铁道通信信号,2015,51(7):92-93.

[5]刘芸,刘洪利.京津城际列车现状调研与分析[J].首都师范大学学报,2013,34(6):65-69.

[6]谭平.城际铁路车载列控系统安全及智能控制关键技术研究[D].杭州:浙江大学,2014.

[7]程国强,田长海.京津城际铁路调度集中技术特点及应用[J].铁路通信信号,2011,47(9):45-47.

[8]王鹏飞,樊贵新,王新海,等.城轨车辆在ATO模式下停车精度问题的分析与探讨[J].铁道机车车辆,2011,31(6):77-79.

京津城际 篇2

公司领导：

由我项目部负责施工的天津112国道27-1标主体工程为国道112线高速公路京津城际铁路分离式立交桥，是为解决国道112线高速公路主线与京津城际铁路交叉而设置，位于天津市北辰区双街镇与武清区杨村之间。我部自2007年12月5日进场后连续突击施工，截止4月25日已具备过孔架梁条件。目前正在协同业主与京津城际铁路公司及北京铁路局办理相关跨线施工手续。

5月14日我部参加了由天津高速公路发展公司、京津城际铁路公司、北京铁路局联合召开的跨京津城际施工协调预备会，会议听取并认可了我项目的施工进展和施工方案汇报，同时确定施工组织由北京铁路局牵头，此外对我单位提出以下两点要求：一是正式架梁时集团公司分管领导必须到场；二是原参加京津城际铁路施工的十四局（北京房桥）施工调度必须参加架梁施工并负责与京津城际铁路公司及北京铁路局的施工全程联系。

由于京津城际铁路是我国第一条设计时速350KM的高速铁路，在奥运会前要确保正式通车，具有特殊的政治意义；本项目是我们代表集团公司作为国内首次跨越高速铁路的高速公路施工单位承建，为此北京铁路局特别要求我单位高度重视，且目前京津城际铁路处于联调联试阶段由铁道部负责，施工要求极高。为此我部将修改后的施工组织设计再次上报请予以审核，另北京铁路局提出的两点要求恳请公司领导研究予以尽快协调解决为盼！

此报告

设计师谈京津城际 篇3

适度超前设计

京津城际铁路设计时间是2003年。围绕按什么标准设计，来自各方的意见并不一致，铁道第三勘察设计院集团有限公司(简称铁三院)的专家通过考察国外的车站，认真对比分析后，坚持适度超前设计原则，以适应我国快速发展的国力和京津两地发展前景。

如今落成的北京南站，建筑面积超过32万平方米。相当于45个标准足球场，将公交车、地铁、出租、私家车等城市交通形式整合为一体，检票口、停车场、地铁站台、车站广场等都“移植”到火车站内。旅客从下出租到进站台也就1分钟，下火车到上地铁也就是坐个电梯的时间。火车站成为多功能的综合交通枢纽。让旅客真正体验“零换乘”。

“一年来的运营数据说明，我们的设计是符合运营实际的”，铁三院副总工程师周铁征说，“当时预测，到2015年北京南站的年发送量将超过6600万人次。而一年来，京津城际铁路运送了1870万人次。平均每天有5万多人次，第一年的客流量就达到了很可观的数量，也说明当时的预测是符合实际情况的。”

顶尖科技

京津城际铁路全线桥梁占87％，要满足时速350公里列车的平稳安全运行，这对桥梁的沉降提出了极其严格甚至苛刻的要求。京津城际铁路的设计使用寿命是100年，使用期限内，整个线路的路基沉降不得大于1.5厘米。桥梁不得大于2厘米。

为此，京津城际铁路采用了32米简支箱梁，每个重达900吨。

铁三院桥梁处总工程师苏伟介绍说：“这些箱梁是我国所有桥梁中。体积最大、吨位最重、科技含量最高的。这些桥梁修建技术成为了现在中国高速铁路修建中普遍采用的桥梁技术，从这点说。京津城际铁路为中国高速铁路桥梁樹立了标准和规范。”

京津城际铁路线下工程沉降观测 篇4

京津城际铁路连接北京、天津两大直辖市, 设计时速300～350km/h, 是我国建设中的第一条高速城际铁路工程。施工线路全长113.544km, 其中正线桥梁长度101km, 占线路总长的89%;路基长度12.544km, 占线路总长度的11%, 均为软土或松软地基路堤;除天津站外, 其余线路均铺设无碴轨道。本分部起讫里程为DK21+454.97～DK43+600, 其中桥梁 (包括凉水河特大桥和漷小路大桥) 全长21.677 km;路基全长0.468 km。路基为扶壁式挡墙路基, 路基本体高度8～9m。

2 沉降观测的目的

由于铺设的是II型板式无碴轨道, 其300～350km/h的设计时速决定了对梁顶的平整度要求很高, 达到3mm/4m, 才能保证列车在高速行驶下的平稳度和舒适度。铁路通过地区均处于软土、松软土和地震可液化层等不良地质地区, 每年都有不均匀的沉降。因此, 在施工过程中, 随着地基承受的荷载不断加大, 对桥梁和路基进行沉降观测就非常必要。

3 线下工程沉降观测方案和技术要求

3.1 控制网和水准基点的引测

水准控制网是由铁三院提供的施工控制应急网, 其等级为二等水准, 点间距200～500m。通过同等精度复测后, 相邻两水准点间高差均能满足≤±4√L mm (L为两相邻水准基点间的距离, 单位km) 的规范要求, 因此, 用应急网作为全线沉降观测的基准点是可行的。

沉降观测从最近的水准基点引测, 引测前对引用的水准基点进行检核, 检核采用复测与前后相邻的水准基点之间的高差值与原高差值进行对比的方法进行, 当检测的高差值与原高差值的差值满足≤±4√L mm (L为两相邻水准基点间的距离, 单位km) 时, 可认为引测的水准基点是稳固的, 否则应进一步复测, 查明原因, 消除问题后再进行引测。

3.2 沉降观测方法及要求

沉降观测点的高程测量可采用从邻近的水准基点直接测至沉降观测点的支路线法, 也可采用从邻近的一个水准基点测至沉降观测点, 再闭合至邻近的另一个水准基点的附合水准路线法。

沉降观测每测站观测程序及具体要求参照《国家一、二等水准测量规范》 (GB12897-91) 有关规定执行。

4 桥梁地段沉降观测技术要求

4.1 观测标志的设置

每个桥墩均设置承台观测标、墩身观测标。

桥墩标一般设置在墩底高出地面或常水位0.5m左右;当墩身较矮梁底距离地面净空不足4.0m时, 桥墩观测标可在对应墩身埋标位置的顶帽上埋设。

4.2 桥梁沉降观测

(1) 建立固定的观测路线。依据沉降观测点的埋设布置, 在水准基点与沉降观测点之间建立固定的观测路线, 并在架设仪器站点与转点处作好标记桩, 保证各次观测路线的统一。

(2) 首次测量。根据施测方案及确定的观测周期, 首次观测应在观测点安装稳固后及时进行。首次测量的沉降观测点高程值是以后各次观测用以比较的基础, 要求每个观测点首次高程值应在同期观测两次后确定。

(3) 观测时间和周期表 (见表1) 。

4.3 沉降观测数据采集和成果整理

按照观测时间的要求, 及时进行沉降观测。观测数据按照统一格式填写, 每月末将采集的数据进行整理, 绘出沉降曲线图, 以书面及Excel电子表格两种形式同时报送设计单位。

5 路基地段沉降观测技术要求

5.1 沉降观测内容

(1) 路基面的沉降变形观测。

(2) 路基基底沉降观测。

(3) 过渡段沉降观测。

5.2 沉降观测断面和观测点的设置方法

(1) 剖面沉降管。在桩顶混凝土板或加筋垫层施工完毕后, 填土至0.6m高度碾压密实后开槽埋设, 开槽宽度20～30cm, 开槽深度至混凝土板顶或碎石垫层顶面, 槽底回填0.2m厚的中粗砂, 于槽内敷设沉降管 (沉降管及管接头内穿入用于拉动测头的钢丝绳) , 其上夯填中粗砂至碾压面。沉降管埋设位置处的挡土墙应预留孔洞。

沉降管敷设完成后, 在两头设置0.5m×0.5m×0.95m C15素混凝土保护墩。并于一侧管口处设置观测桩, 观测桩采用C15素混凝土灌注, 断面采用0.5m×0.5m×1.0m。

(2) 沉降板。于预压土施工前设置, 预压土卸载时随预压土一起撤除。沉降板由底板、测杆和保护套管组成。底板采用50cm×50cm×3cm C15混凝土预制或采用50cm×50cm×0.5cm钢板, 测杆采用Φ40mm钢管, 与底板垂直固定, 其端部应与混凝土板内的钢筋网或钢板焊接上。保护管采用塑料套管, 套管尺寸以能套住测杆为宜。随着填土的增高, 测杆和套管逐节接高, 每节长不超过50cm。接高后测杆顶面应略高于套管上口, 套管顶用顶帽封住管口, 避免填料落入管内而影响测杆下沉自由度, 测杆顶高出碾压面高度不大于50cm。

5.3 沉降观测方法

(1) 横剖面沉降观测方法。每次观测首先用水准仪测出横剖面管一侧的观测标顶面高程以确定管口高程, 通过预置于横剖面管内的钢丝绳拉动传感器, 采用横剖仪测读并记录。

(2) 沉降板观测方法。沉降板观测时应在测杆头上套一个专用的测量帽。测量帽下部以刚好套入测杆为宜, 测量帽上部以中心为一半球型的测点。

在沉降板测杆接高时应同时测量接高前后的测杆高程, 接高测杆和测量高程的时间相隔不超过3h。

5.4 沉降观测测量精度及频度

(1) 观测精度。高程测量按Ⅱ等水准要求测量, 横剖面沉降测试仪最小读数不得大于0.1mm, 剖面沉降管沿横断面方向每1.0m设置一个测点。

(2) 观测频度。施工期间一般每填筑一层进行一次观测, 如果两次填筑时间间隔较长时, 应保证每天观测一次。路堤填筑完成后前3个月每5天观测1次, 3个月后每7～15天观测一次, 半年后一个月观测1次, 以后可根据观测情况调整观测周期, 随着观测工作的进展及时整理绘制“填土-时间-沉降”曲线图。

5.5 沉降观测要求

(1) 为观测统计线下工程各部位的总沉降量, 路基工程的观测要求从填土施工时开始。

(2) 沉降设备的埋设于施工过程中进行, 填筑施工与设备埋设应整体协调安排、互不干扰, 确保观测设施不影响路基填筑施工质量。

5.6 沉降观测数据采集和成果整理

观测数据按照设计院统一格式填写, 每月将采集的数据及时进行整理, 按规定时间要求以书面及Excel电子表格两种形式提交设计单位。

6 沉降观测过程中注意事项

(1) 由于线路较长, 观测时应避免测量误差的积累。每个沉降观测标应后视固定的水准基点。

(2) 严格保持测站前后视距差小于1m。

(3) 注意对水准基点的保护, 定期对水准基点进行复测, 如出现沉降及时更正。

7 结束语

线下施工单位将沉降观测的原始数据报设计单位后, 设计单位对观测资料进行分析和沉降趋势预测, 对工程进行稳定性评估, 为无碴轨道铺设提供参考依据。

参考文献

[1]GB12897-91, 国家一、二等水准测量规范

京津城际 篇5

京津城际高速铁路沿线属华北地震区, 处于地震多发区, 存在潜在地震高危影响, 有必要设置地震监控系统。

1.1 地震危险性分析

根据GB 18306—2001《中国地震动参数区划图》, 京津城际高速铁路沿线地震动峰值加速度值划分如下:北京南站至DK63+350为0.20g (地震基本烈度Ⅷ度) ;DK63+350至天津站为0.15g (地震基本烈度Ⅶ度) 。

华北地震区是我国东部大陆地区地震活动最强烈的地震区, 地震活动具有成带性、周期性和迁移性。地震活动的周期性表现为明显的活跃期和平静期, 一个活动周期大约300年, 目前尚处在活跃期;在一个活动周期内还可分活动阶段、活动幕。根据地震划分及其边界确定依据, 华北地震区又可划分出4个地震带, 即汾渭地震带、河北平原地震带、郯庐地震带和河套-银川地震带。京津城际高速铁路跨越河北平原地震带和郯庐地震带。

京津城际高速铁路线路处于地震多发区, 1970年以后共发生103次MD≥5级地震, 多次对线路所在地区造成严重破坏, 如1976年7月28日唐山7.8级大地震、1976年11月15日宁河6.9级地震及1977年5月12日天津汉沽6.2级地震等。

京津城际高速铁路涉及6.0级、6.5级、7.5级和8.0级震源区各1个, 7.0级潜在震源区2个, 有发生7级以上大地震的可能。

1.2 地震灾害分析

强震发生时, 京津城际高速铁路可能产生的地震灾害分为3类:原生灾害 (Original Disasters, 简称OD) , 次生灾害 (Secondary Disasters, 简称SD) , 诱发灾害 (Induced Disasters, 简称ID) (见表1) 。

表1中列出了3类12项灾害。灾害发生后, 最有可能的事故是SD2:破坏高速铁路线路、道岔, 引起接近列车事故。如2004年10月23日日本新泻6.8级地震引发的事故就是由于道岔“四开”引起。

1.3 地震监控功能定位

京津城际高速铁路地震监控系统是防灾安全监控系统的一个子系统, 应综合利用先进的地震检测及分析技术、数据传输及计算机网络技术、自动化控制技术, 实时检测地震报警信息, 并实现对高速运行列车的紧急处置功能, 为调度指挥人员提供行车管制预案, 为运营、维护管理人员提供运维措施, 最大限度地减小因地震灾害造成的损失。

2 地震检测报警及控制方案

2.1 地震检测报警模式

地震检测报警模式分为强震检测报警系统、P波预警系统两类。

强震检测报警系统:通过强震仪检测出超过报警阈值的强震波 (S波或P波) , 立即发出使列车停止运行的控制信息。

P波预警系统:通过强震仪检测出的P波信息, 经计算, 判别出地震发生的震中、方向和震级等, 分析出震中距和地震强度, 利用P波与S波的走时差, 在地震波中对铁路危害较大的S波到达铁路沿线之前提前发出使列车停止运行的控制信息。

2.2 国外高速铁路地震检测报警及控制方式分析

日本新干线经历了强震监控报警、P波预警、多点P波预警与强震监控报警相结合的3个发展阶段, 但控制方式均采用向牵引供电系统发出控制信息停止供电, 使列车停止运行。该报警、控制方式实时性强, 能在检测到地震的第一时间控制牵引供电系统停电, 使列车制动, 如果判别不准, 可能发生误报。

法国地中海线马赛控制中心具有双机冗余的判别处理和报警装备, 接收到相邻3个监测站的地震报警信息后, 与国家地震部门验证, 确认后向列控系统发出控制列车运行的信息。该报警方式准确率高, 但采用确认后人工控制列控系统的控制方式 (非自动联动控制方式) , 报警、控制的实时性相对较差。

2.3 京津城际高速铁路地震检测报警及控制方案选择

2.3.1 地震检测报警方式选择

强震检测报警系统应用成熟、可靠, 为日本新干线第一代地震监控系统、法国地中海线采用的地震监测报警模式。

P波预警系统目前在日本新干线已有成功应用案例, 但存在数据积累周期长、技术难度大、预警准确度相对较低等问题。

京津城际高速铁路地震监控系统为我国首例实施的高速铁路地震监控报警系统, 尚无任何数据积累及应用经验, 建议京津城际高速铁路地震监控系统采用强震检测报警模式, 预留P波监测报警条件。

2.3.2 报警判定方式选择

关于地震报警判定方案, 从参与报警判定的监测点角度看, 有单点报警判定控制、相邻多点报警判定控制两种方式。

单点报警判定控制方式为某一地震监测点检测到超过报警阈值的地震时, 立即发出强震报警信息及控制指令。此种报警方式实时性好、判定逻辑简单, 漏报率低, 但存在一定的误报率。

相邻多点报警判定控制方式为相邻的2个或3个地震监测点检测到的地震动加速度值超过报警阈值时, 经逻辑判定后再发出强震报警。该报警方式的误报率低, 但报警判定延时时间相对较长、判定逻辑相对复杂, 并存在一定的漏报风险。

因此, 鉴于地震监控系统在京津城际高速铁路为路内首次使用, 为防止误报, 建议在系统开通初期, 先采用相邻多点报警判定方式;待系统运营一段时间并有一定数据积累, 验证单点报警不产生误报后, 可改为单点报警判定方式。

需要说明的是, 无论采用哪种报警判定方式, 系统都应具备上述两种报警判定方式功能。当采用相邻多点报警判定方式时, 如果系统检测到某一监测点达到报警阈值, 系统的监控终端应立即显示单点报警信息。

2.3.3 控制方式选择

根据日本新干线地震监控系统的经验, 以及京津城际高速铁路的具体情况, 确定地震报警控制方案如下:当某2个相邻地震监测点检测到的地震动加速度值均达到报警阈值时, 地震监控子系统将立即联动控制京津城际高速铁路沿线的列控系统, 使列车制动;同时, 将联动触发京津城际高速铁路沿线的牵引变电所供变电系统, 使接触网断电。

2.3.4 京津城际高速铁路地震报警阈值确定

京津城际高速铁路沿线监测点地震动加速度报警阈值 (EAT) 的确定与基于工程基础设施的最大动力响应系数D和保证列车正常运行前提下的轨道所能承受的最大横向加速度值[A]有直接关系。

模拟计算京津城际高速铁路路堤及各种桥梁 (连续梁桥、简支梁桥和钢架桥) 在几种典型地震波激励下的动力响应系数, 获得95%保证概率下最大结构动力响应系数为钢架桥的最大动力响应系数:DMax (Di) =2.55。

保证列车正常运行前提下的轨道所能承受的最大横向加速度值[A]取0.12g, 主要原因为:按GB 18306—2001《中国地震动参数区划图》标定, 京津城际高速铁路沿线的标定地震动峰值加速度在0.15g以上, 因而沿线铁路基础设施修建的地震设防水准应当在0.15g以上, 考虑一定的保证概率, 将[A]值定为0.12g。

报警阈值EAT应为:EAT=[A]/D=0.1 2g/2.55=0.047g。

为安全起见, 考虑一定的裕量, 并参考日本及法国高速铁路的报警阈值, 建议京津城际高速铁路取0.04g, 即地震动加速度0.04g为京津城际高速铁路地震报警及控制的阈值。

3 京津城际高速铁路地震监测点设置方案

3.1 设置原则

因京津城际高速铁路地震监控子系统实施属于改造工程, 存在一定的工程实施难度, 故地震监测点的设置应综合考虑其沿线的地震地质条件、现场背景噪声测试结果、报警阈值及既有牵引变电所、AT所设置情况而确定。

3.2 地震监测点设置方案

借鉴日本、法国地震监控系统布点方案, 依据京津地区近代地震历史数据资料, 科学分析沿线地区的地震地质情况, 并结合沿线车站、牵引变电所、AT所的具体分布情况, 确定京津城际高速铁路地震监控点设置方案 (见表2) 。

4 京津城际高速铁路地震监控系统构成方案

4.1 设备构成方案

根据京津城际高速铁路地震监控子系统需求分析、报警控制方案及地震监测点的设置方案, 京津城际高速铁路地震监控子系统由强震仪、监控单元、监控数据处理设备构成。京津城际高速铁路地震监控系统构成方案见图1。

4.1.1 强震仪

京津城际高速铁路沿线共设置6处地震监测点, 均设置在牵引变电所/AT所。每处地震监测点均设置2套强震仪。每套强震仪包括1台地震传感器 (加速度计) 、1台强震动记录器。

地震传感器安装在牵引变电所/AT所院内, 为保证有效地过滤邻近的背景噪声, 2台地震传感器的安装间距大于40 m。强震动记录器安装在牵引变电所/AT所控制室内。强震动记录器接收现场地震传感器设备传来的信号, 并将其转换成数字信号进行阈值判断, 生成报警信号并发送至监控单元;同时, 强震动记录器将地震波数据和报警信号整合时间信息后, 经监控单元传输至监控数据处理设备, 为灾后应急预案的启动提供数据参考。

4.1.2 监控单元

监控单元共划分为AT所监控单元、牵引变电所监控单元、列控中心监控单元三类。

AT所监控单元:设置在AT所控制室内, 主要实现对2套强震动记录器数据的分析和处理, 检测报警信号, 并将报警信号上传至监控数据处理设备。

牵引变电所监控单元:设置在牵引变电所控制室内, 除具备AT所监控单元功能外, 还具备地震报警情况下接收监控数据处理设备指令、输出继电器组合干接点信号至牵引供电系统、联动控制牵引供电系统停电等功能。

列控中心监控单元:设置在邻近列控中心的GSM-R通信基站内, 除具备AT所监控单元功能外, 还具备地震报警情况下接收监控数据处理设备指令, 输出继电器组合干接点信号至信号列控中心系统, 联动控制列控系统使列车制动。

4.1.3 监控数据处理设备

京津城际高速铁路地震监控系统是防灾安全监控系统的一个子系统, 应尽量利用京津城际高速铁路防灾监控数据处理设备。但防灾安全监控系统是运营系统, 考虑新设1套地震监控数据处理服务器, 实现地震监控数据的存储、分析及应用处理;并通过与既有防灾监控数据处理系统的深度集成, 实现地震报警分析、联动控制等应用功能。

地震监控终端利用既有防灾安全监控系统设置于北京调度所、永乐综合维修工区防灾工区的防灾监控终端, 安装地震监控子系统客户端软件, 实现对地震报警信息的实时监控, 并通过读取数据库的相关信息, 对地震进行定位判断等功能, 为震后列车恢复运行提供依据。

4.2 网络构成方案

京津城际高速铁路地震监控系统是防灾安全监控系统的一个子系统, 应尽量利用京津城际高速铁路防灾监控系统网络。

已建成的京津城际高速铁路防灾安全监控系统网络由汇聚层、接入层网络两级构成。在永乐综合维修保养点防灾信息机房设置了2台24口10 M/100 Mb/s三层以太网交换机核心层交换机 (兼汇聚层交换机) , 在亦庄、武清、天津站城际站房通信机械室机房各设置了2台12口10 M/100 Mb/s汇聚层交换机。核心层交换机、汇聚层交换机均采用CISCO以太网交换机。各风、异物监控单元至相邻汇聚层交换机之间通过SDH MSTP主备用2 Mb/s通道/FE接口互联, 各汇聚层交换机至核心交换机之间通过SDH MSTP主备用2×2 Mb/s通道/FE接口互联, 构成双星型网络。

京津城际高速铁路地震监控系统网络仅考虑构建由地震监控单元至汇聚层交换机的网络, 汇聚层交换机至核心交换机的网络利用既有防灾系统网络。地震监控单元至汇聚层交换机之间通过SDH MSTP主备用2 Mb/s通道/FE接口互联。

5 结束语

高速铁路地震监控系统是防灾安全监控系统的重要子系统之一, 为确保高速铁路运行安全, 有必要建设高速铁路地震监控系统。

京津城际 篇6

关键词：水中承台,钢套箱,施工

0 引言

随着我国跨河大桥建设的发展,水下钢套箱已成为跨河桥梁建设的一个重要发展方向。我局承担的京津城际轨道交通工程永定新河特大桥,由于488号承台处于永定新河中央,永定新河特大桥桥址区河床地质复杂,常年水位在2 m～4 m,河床淤泥积厚给承台施工带来了较大困难,针对这个情况,该桥488号承台施工采用钢套箱围堰施工方法,利用钻孔灌注桩的定位护筒作为套箱下沉的作业平台和定位、导向、固定设施。

1 工程概况

永定新河特大桥中跨永定新河与引河及外环线的桥梁工程,全长为704.1 m。488号承台为巨型双承台,底承台为12.5 m×8.1 m×2.5 m,加台为8.4 m×4.5 m×1.5 m。钢套箱设计尺寸为12.9×8.5×13.5。该施工范围跨越永定新河和引河两条河流,其中桥位处永定新河宽约225.6 m,引河宽13.5 m,两河中间有一宽约12 m的河沟。

2 技术特点

钢套箱既可作为承台施工的隔水设施,同时又作为承台施工的外模,与水中沉井相比,可节约大量材料,不需要大量的机械设备,施工方法简便,降低成本,从而加快施工进度。钢套箱刚度好,施工简便,在接缝位置辅以橡胶止水材料即可形成刚劲可靠的防水结构。钢套箱施工不用排水吸泥下沉,而作用于套箱外壁的水平土压力和水压力则由水平支撑承载。

3 钢套箱设计

1)钢套箱构造。

钢套箱由钢板和型钢焊接而成,套箱壁、分隔舱和钢箱均为水密结构。

钢套箱平面为矩形,考虑到用套箱内壁兼作承台模板,设计钢套箱内壁平面尺寸比承台平面尺寸每边宽20 cm。钢套箱竖向分2节,顶节高度为6.5 m,底节高度为7 m;平面每节划分考虑吊机的起吊能力和汽车运输条件的限制,分为20块。

双壁钢套箱由内外侧板、内支撑及悬吊系统组成。双壁钢套箱为焊接结构,两面板厚度为6 mm,竖向加劲肋采用Ⅰ16工字钢,间距1 m,水平加劲肋用[12槽钢加劲,间距为0.5 m,形成格构壁板。两壁间沿竖向每1 m用∠75×75×8角钢焊接水平桁架一道,钢套箱构造具体结构见图1。

2)钢套箱制造。

钢套箱侧板、内支撑均在金属结构加工厂按图纸要求制造。侧板分块通过连接角钢,用安装螺栓及止浆条相连。钢套箱分片制作采用流水作业组织生产,每片钢套箱均在特制的平台和模具上组装焊接成型,以保证制造精度。侧板拼接面处的平整度误差不得大于3 mm;平面尺寸误差±5 mm;栓孔位置偏差不大于±0.5 mm;拼接焊缝焊后需用煤油做渗透检查,确保结构不漏水、不渗水。每节钢套箱加工完成后,均进行该节钢套箱整体试拼工作,以检验钢套箱加工误差和加工质量。经检查校正合格后,分块编号,按序运往现场。

4 钢套箱的安装

在钻孔桩平台上,用3台经纬仪交汇测出桥墩的纵横中心轴线,并测出桩顶的中心线及标高。

钢套箱加工完并检验合格后,分批分块运到桥墩安装位置,底节钢套箱分片拼装在墩位现场的拼装平台上进行。拼装平台利用主护筒和钢管桩搭设而成。钢套箱拼装利用墩位处的50 t履带吊或浮吊实施,并注意边拼边校核、边加固,以达到设计要求。

首节钢套箱下沉到一定位置后以底节钢套箱作为拼装平台拼装上节钢套箱,拼装顺序由下而上。

每节钢套箱拼装焊接完成,即焊接该节内支撑,内支撑随钢套箱一起下沉。

接缝焊接应严格把关,设专职人员现场蹲点,接缝焊接完毕进行渗透检验,以确保焊缝质量。

侧板与侧板各单元模板之间采用定型加工的橡胶条止水。每块板拼装前,在拼接缝板面上涂防水胶一层,厚1 mm～1.5 mm,与前一块板用螺栓挤接。所有板拼装完成后,首先在纵缝及水平缝内外侧均匀涂防水胶,然后贴玻璃丝布,最后在玻璃丝布表面再涂防水胶。

5 钢套箱支撑

钢套箱支撑自上层至下层分5层进行,每层支撑设围檩、横向支撑、纵向支撑/纵横十字法兰接头及竖向支撑,转角处设斜撑,围檩采用2Ⅰ40工字钢与钢套箱以牛腿焊接连接,横向支撑以ϕ630 mm钢管并以法兰与两边围檩连接,纵向支撑在每两根横向支撑间以ϕ630 mm钢管并用纵横十字法兰接头与横向支撑连接,即每层纵横支撑形成整体框架且确保在同一平面内,并在两层支撑间焊接竖向Ⅰ40型钢,将上下层支撑连接为整体框架,以确保受力而使钢套箱更加安全。钢套箱纵横支撑在钢套箱下放的过程中安装并随钢套箱同时下沉,确保下层支撑安全后再进入下道工序施工,每层支撑按边梁→横支撑→纵支撑的顺序进行。每层支撑施工时确保焊接牢固。

钢套箱封底混凝土施工完毕并达到设计强度后抽水,并自上而下进行竖向支撑连接。为了保证支撑的稳定性和减少其挠度,在竖向支撑安装的同时进行本层纵横支撑与钢护筒的临时支点的施工,即在纵横支撑与钢护筒的相交位置的下部,将相邻钢护筒间用Ⅰ40型钢连接作为支撑横梁,每道纵向支撑设置4个,横向支撑设置3个。

6 钢套箱下沉

1)下沉系统。钢套箱采用在钢护筒上设置吊装下沉系统,以穿心式千斤顶作为吊点和动力进行下沉。当钢套箱底部进入河床后,穿心式千斤顶就不再需要承担钢套箱的重量只作为下沉动力,故计算吊点数量时只需要计算入泥部分钢套箱的重量,钢套箱总重量达690 t,采取在钢套箱内壁设置16个下沉吊点,每个吊点按照50 t的荷载进行控制设计。各个吊点上均安装1台60 t 穿心式千斤顶。2)导向架。为了保证钢套箱下沉过程中和下沉到位后,其平面位置和倾斜度满足要求,采取在护筒上设置刚性导向,导向架位置用3台经纬仪交汇测出,一个钢套箱共设置20个导向。导向架由导向型钢和支腿组成,支腿均由型钢和钢板焊接而成。导向架顶标高为+7.0 m,底标高为0.0 m,总长为7.0 m,共设置4个支腿。导向架导轨顶至钢套箱内侧的间隙为3 cm。 为了避免导向支腿处的护筒产生局部变形,在护筒内设型钢支撑,其位置应与导向架支腿位置相对应。钢套箱的纠偏、调位主要靠钢护筒和导向进行。3)钢套箱下沉施工步骤。接高钢护筒,并在其上安置扁担梁、垫梁、千斤顶、精轧螺纹钢,并在钢套箱内壁适当位置设置反牛腿,与精轧螺纹钢连接作为吊点,并使千斤顶处于工作状态;将垫梁的螺母拧于垫梁的下端,通过16台千斤顶同步进油顶升使千斤顶将整个钢套箱提升10 cm,割除临时牛腿。千斤顶的螺母置于千斤顶顶升出来的油缸顶,垫梁上的螺母向上拧升千斤顶的行程高度;16台千斤顶同步回油,整个钢套箱下移,同时将垫梁上螺母锁死;上移千斤顶的螺母一个千斤顶的行程固定,千斤顶出缸顶紧螺母,使垫梁上螺母向上松开一个千斤顶的行程固定;重复垫梁上的螺母向上拧升、下落钢套箱、上移千斤顶的螺母等以上步骤,将整个钢套箱下沉到设计位置。钢套箱下沉示意图见图2。

下沉时,注意各模板吊点要同步下放,保持钢套箱四边均匀下沉。下沉到一定的位置再依次逐节拼装下沉。

在钢套箱下沉到一定位置后,采用在套箱壁内加水,以抵消部分浮力,以其自重下沉至设计标高,如下沉还有困难,则在两壁间灌注C10标号混凝土以抵消部分浮力。钢套箱切入河床,采用砂石泵和空气吸泥机配以高压射水除泥下沉。如遇阻力,可安排潜水员下潜摸清情况,采取必要下沉措施。

钢套箱着床稳定后,回填片石到封底混凝土底面标高。

7 封底混凝土施工

钢套箱封底在钢套箱下沉到位并进行基底处理后进行。采用刚性导管法灌注水下封底混凝土。因封底混凝土方量大,混凝土采用商品混凝土,配备充足的搅拌运输车通过栈桥运料至现场,直接用输送泵泵送到料斗内进行封底混凝土灌注。

8 结语

京津城际快速轨道交通工程建成通车,在进行488号墩水中承台施工中,采用了钢套箱技术,该技术在施工安全、质量、进度、成本上都取得了良好的效果,为以后更好地进行水中承台钢套箱施工方案积累了经验。

参考文献

[1]冯斌,陈研.南京长江第三大桥北主墩首节钢套箱施工技术[J].桥梁建设,2005(1):89-92.