城市轨道交通运营安全评价中土建系统典型问题分析

发布时间：2019-09-12 13:18

【摘要】：上海市已经率先开展了城市轨道交通的运营安全评价工作。通过整理评价结果,发现运营中的土建系统设备和结构均发生了老化,产生了病害。其中典型的问题有:钢轨出现了不同程度的伤损和波磨,其具体伤损类型受运营年限和环境等因素的影响;土建结构产生了沉降,并且整体趋势随时间逐渐趋于稳定;隧道结构发生了沿水平径向拉伸的变形,且变形量普遍在0~6 cm之间。
【图文】：

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于小半径曲线上。2．1．2钢轨伤损列车运行时，钢轨的受力非常复杂并具有随机性。在荷载和温度的共同作用下，钢轨将发生压缩、伸长、弯曲、扭转、压溃等各种复杂的变形，从而逐渐产生伤损［2］。近几年的钢轨探伤数据表明，上海城市轨道交通的钢轨伤损主要类型如表3所示。表3上海城市轨道交通钢轨伤损的主要类型统计表伤损级别主要伤损类型轻伤轨头鱼鳞伤，轨面磨耗损伤，剥落掉块，锈蚀，擦伤，碎裂等重伤鱼鳞伤引起的裂缝，，接头螺孔裂纹，回流孔裂纹及焊缝损伤等对钢轨伤损的位置进行统计分析的结果如图1所示。从图1可以看出，钢轨伤损主要发生在轨面、轨底和焊缝处。轨面因为直接和轮对接触，易发生剥落掉块和鱼鳞伤等疲劳性伤损;而地铁隧道潮湿的环境会诱发钢轨坡脚锈蚀，引起轨底伤损;由于无缝线路的焊接质量会受到天气和人为因素的影响，焊缝也是影响钢轨质量的主要因素之一［3］。图1上海城市轨道交通某线路钢轨伤损位置统计图对于不同的线路，由于它们的结构形式、投入运营时间等因素的不同，其发生的典型的钢轨伤损类型也有差异。将已运营多年的A线和开通不久的B线进行对比，统计同一时期钢轨伤损的类型分布，得到的结果如表4所示。由表4可以看出，运营初期B线的焊缝、螺孔伤损占比较大;随着运营年限的增长(如A线)，疲劳性伤损(如剥离掉块)逐渐成为了钢轨伤损的主要类型。表4上海城市轨道交通线路同一时期钢轨伤损类型对比表%线别不同伤损类型的比例剥落掉块焊缝伤损螺孔伤损划伤A线(运营多年)67．655．885．8820．59B线(开通不久)3．5764．2928．573．572．1．3钢轨波磨钢轨波磨会加剧轮轨作用，引起高频振动，影响列车运行的舒适性与安全性。通过波磨地段时列车发出的啸叫也是城市轨道

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上海城市轨道交通某线典型的沉降速率曲线如图2和图3所示。从图中可以看出，前期隧道沉降的速率较大，之后开始逐渐收敛，最后趋于稳定，甚至会有所抬升。图2上海城市轨道交通某线路隧道上行区段沉降速率曲线图图3上海城市轨道交通某线路隧道下行区段沉降速率曲线图2．3隧道内径变化长期监测的结果显示:与设计直径相比，圆形隧道直径变化值普遍在0～6cm之间，局部大于7cm。这说明圆形隧道不同程度地变形为椭圆形，水平径向会被拉伸成为椭圆的长轴，且变形量的平均值在3～5cm之间。这样的变形一方面会导致接缝张开、勾缝脱落等问题，从而改变管片结构的受力状态，影响密封条的止水效果;另一方面也会对隧道限界和受电弓等设备造成不良影响。上海城市轨道交通某线路隧道内径变化情况如图4所示。从图4可以看出，数量占比不到1%的管片变形较大，超过了10cm。对于这些管片，工务部门采取了加密测量的措施进行重点持续监测。而后对其位置进行分析还发现，除了个别区间整体变形较大以外，旁通道附近的管片变化也普遍偏大。图4上海城市轨道交通某线路隧道内径变化分布统计图·19·第3期运营安全评价专栏
【作者单位】：同济大学道路与交通工程教育部重点实验室;
【分类号】：U298;U216

【参考文献】