关于发布铁道行业标准的公告
(工程建设标准2023年第2批)
为适应高速铁路大跨度桥梁建设需要,优化大跨度桥梁轨道铺设精度标准,推动铁路科学技术进步和铁路建设运营迈向更高水平,拟对《高速铁路轨道工程施工质量验收标准》TB 10754-2018等3项铁路工程建设标准相关内容进行局部修订。现公布局部修订条文,自公布之日起实施。
一、《高速铁路轨道工程施工质量验收标准》TB 10754-2018
(一)修改第17.2.1条。
正文修改为:经精调整理后,无砟轨道静态铺设精度应符合表17.2.1的规定。
检验数量:施工单位连续检测;监理单位全部见证检验。
检验方法:施工单位采用全站仪及轨道几何状态测量仪检测,监理单位见证检验。
(二)修改第17.3.1条。
正文修改为:经精调整理后,有砟轨道静态铺设精度应符合表17.3.1的规定。
检验数量:施工单位连续检测;监理单位全部见证检验。
检验方法:施工单位采用全站仪及轨道几何状态测量仪检测;监理单位全部见证检验。
二、《铁路轨道设计规范》TB 10082-2017
(一)修改第3.3.1条。
正文修改为:高速铁路、城际铁路正线有砟轨道线路静态平顺度应符合表3.3.1的规定。
(二)修改第3.3.6条。
正文修改为:高速铁路、城际铁路正线无砟轨道线路静态平顺度应符合表3.3.6的规定。
(三)新增附录A。
1 新增正文:
附录A轨道静态几何不平顺60m弦中点弦测值计算方法
A.0.1本方法适用于计算200m高通滤波后轨道静态几何不平顺60m弦中点弦测值。
A.0.2高速铁路大跨度桥梁受温度变形影响显著,为保证对行车有影响的轨道长波不平顺评价的准确性,将波长200m以上的长波成分滤除(轨道不平顺测量的采样距离不应大于扣件节点间距)。设计的高通滤波器主要参数应符合下列规定:
1 通带边界空间频率为0.005(截止波长为200m)。
2 在通带边界频率处,通带衰减不超过-3dB。
3 在阻带中至少有24dB/倍频程的斜率。
4 宜采用巴特沃斯、切比雪夫4阶滤波器,滤波器性能如图
2.新增条文说明:
A.0.2说明图A.0.2为典型轨道不平顺滤波前后的功率谱对比,由图可知,滤波前后200m波长范围内的功率谱基本重合。
说明小于200m的波长成分没有因滤波而损失。
A.0.3样例。某桥上线路轨道静态高程偏差如说明图A.0.3-1。
经200m高通滤波后的轨道高低不平顺如说明图A.0.3-2。对说明图A.0.3-2所示数据进行60m弦中点弦测值计算如说明图A.0.3-3。
三、《高速铁路设计规范》TB 10621-2014
(一)修改表9.2.1-1。
(二)补充第9.2.1条条文说明
补充条文说明:
1.大跨度桥梁轨道静态高低长波不平顺验收
(1)大跨度桥梁轨道工程验收现状
大跨度桥梁在温度、风、二期恒载以及施工偏差等因素的综
合作用下，长期处于竖向、横向、纵向、扭转变动状态中，变形复杂，尤其垂向变形较大。验收阶段轨道铺设精度的测量结果不仅包含了线路铺设精度偏差，也包含了桥梁施工偏差和温度变形，尤其轨道静态高低长波不平顺和轨道高程受桥梁变形影响较大，与路基区段的线路平顺状态差别显著。
(2)国外高速铁路高低长波不平顺控制标准
对于高速铁路，各国都制定了高低长波不平顺控制标准。德国高速铁路无砟轨道采用(300或480a)m基线的矢距差法评价，与我国现行标准一致。日本、法国、韩国、美国等采用基于固定弦长的中点弦测法进行评价，详见说明表9.2.1-1。国际标准化组织(ISO)发布的《铁路应用轨道几何质量第1部分:轨道几何及其质量描述》ISO23054-1∶2022，规定轨道不平顺的测量与评价可采用弦测法。
日本长期采用中点弦测法进行动静态不平顺管理。新干线轨道长波高低不平顺采用40m弦中点弦测法评价，目前最高运营速度为320km/h，各铁路公司或研究机构针对轨道长波高低不平顺制定了运维管理标准，详见说明表9.2.1-2。日本学者研究表明，40m弦和60m弦中点弦测法可用于高速铁路长波不平顺的控制，对于300km/h及以上高速铁路，采用60m弦测法更为合理。
(3)大跨度桥梁轨道静态高低长波不平顺评判指标中点弦测法计算公式从形式上近似于二阶差分，即轨道的二阶导，几何特征上与轨道的曲率直接相关，而车体加速度主要受
速度和曲率的影响。因此，中点弦测法计算出的中点矢距能够很好的反映车体加速度，我国现场精调作业也常采用不同弦长中点弦测法进行控制。
同时，我国动态验收高低不平顺采用空间曲线评价，250km/h速度等级线路需要管理到70m波长，300、350km/h速度等级线路需要管理到120m波长，为保证线路达到动态验收要求，采用的弦长需要涵盖120m波长范围。不同弦长控制的有效波长范围并不相同，其传递函数见说明图9.2.1-1。由该图可以看出，对于长波不平顺的控制采用60m弦长进行管理最为合理。
铁路大跨度桥梁轨道静态高低不平顺受到桥梁变形的影响，其最长波长与桥梁跨度相当，可达千米，但并非所有的波长均需纳入管理，欧盟标准《铁路应用轨道轨道几何质量》EN13848和《铁路应用轨道施工验收》EN13231对高低不平顺的管理波长为150m，日本新干线对高低不平顺的管理波长为100m。为确定适合我国高铁大跨度桥梁的长波不平顺管理波长范围，构造波长40m~300m的连续余弦波，采用380B型动车组、速度350km/h进行仿真分析，结果表明车体加速度受200m及以上波长影响很小、此外，对实测数据的分析表明，车速180、240和300km/h的三条典型线路实测车体加速度中200m及以上波长成分的频谱占比最多为0.15%，也证明200m及以上波长成分对车体加速度影响很小。不同车速下200m及以上波长成分在车体加速度中的频谱占比见说明表9.2.1-3，车速300km/h、南京南到蚌埠南的车体加速度频谱与频率关系曲线见说明图9.2.1-2。
此外，为研究200m高通滤波对大跨桥上轨道静态不平顺的适应性，选取典型桥梁的静态高低不平顺，分别对原始不平顺和200m高通滤波后的不平顺进行动力仿真分析，分析结果见说明表9.2.1-4。由该表可知，200m滤波对行车安全性和舒适性的影响很小。
200m以上波长成分对车体加速度影响较小，但对60m弦测值的影响相对显著，沪苏通、五峰山和裕溪河等特大桥实测静态高低不平顺滤波前后的60m弦测值及对应车体垂向加速度见说明表9.2.1-5。由说明表9.2.1-5可知，滤波对实测静态不平顺60m弦测值的影响与季节和桥式方案相关，滤波前后60m弦测值最大相差6mm(五峰山桥)，但滤波对60m弦测最大值的位置基本无影响。综上，为保证弦测值分析结果能够反映实际车体加速度，本规范对静态不平顺进行200m高通滤波。实际工程中，设计阶段在保证桥梁结构强度的前提下，不仅对结构在荷载下的变形明确了控制限值，也对温度、风、列车荷载、轨道不平顺等因素影响下的行车安全性和舒适性进行了动力性能评估，《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB
10725-2018还对桥梁绝对高程偏差和节段间的相对高差制定了限值，因此，尽管对静态不平顺进行了200m高通滤波，但桥梁和轨道的整体变形处于可控状态。
基于综合检测车实测车体垂向加速度和高低不平顺，统计了250km/h和300km/h条件下60m弦测值与车体加速度的相关关系，仿真分析了350km/h条件下60m弦测值与车体加速度的相关关系，推荐拟合公式如下:
250km/ha=00.063x+0.20
300km/ha=00.080x+0.28
350km/ha=00.097x+0.32
(说明式9.2.1)
式中，a为车体垂向加速度，单位m/s2、x为轨面高低不平顺的60m弦测值，单位mm。
《高速铁路工程动态验收技术规范》规定车体垂向加速度动态验收限值为1.0m/s2，根据上述公式，250km/h、300km/h及350km/h速度等级下相应的60m弦测值分别为12.7mm、9mm和7.01mm。
(4)大跨度桥梁轨道静态高低长波不平顺控制标准
结合我国大跨度桥梁轨道工程验收，经一桥一议开展专题研究提出:赣江、裕溪河、梅溪河、大宁河等特大桥，设计速度350km/h，铺设无砟轨道，轨道高低不平顺按60m弦中点弦测法测量，高低容许偏差7mm、酉水河特大桥，设计速度300km/h，有砟轨道固化道床，轨道高低不平顺按60m弦中点弦测法测量，高低容许偏差8mm、鳊鱼洲、椒江、五峰山等特大桥，设计速度250km/h，有砟轨道，轨道高低不平顺按60m弦中点弦测法测量，高低容许偏差10mm。以此标准，各大跨度桥梁均动静态验收通过，开通后轨道平顺状态良好。国铁集团课题《大跨度桥梁铺设无砟轨道技术深化研究》(2015G001-G)结合赣江特大桥提出了轨道长波静态高低不平顺采用60m弦容许偏差7mm进行验收的标准，并开展了试验监测工作。监测数据表明，轨道服役状态满足要求，结构动力性能各项指标均满足相关标准要求。该项目按此标准顺利通过验收，并于2019年底正式开通运营。
2021年底，依托安九铁路鳊鱼洲长江大桥，完成了60m弦轨道长波静态高低不平顺偏差专项试验。该桥梁设计速度250km/h，有砟轨道，通过预设轨道60m弦静态长波10mm高低不平顺，经综合检测列车180km/h~275km/h逐级提速试验，预设不平顺区段的轨道动态(除轨距外)、动车组动力学响应、轨道结构动力学响应、桥梁动力学响应等指标均满足相关标准要求。
2022年7月20日至8月8日进行了沪苏通大桥专项试验，试验车速120km/h~220km/h，车体垂向振动加速度最大值为0.065g，轮重减载率最大值0.36。2022年7月14日至7月21日进行了五峰山大桥专项试验，试验车速160km/h~275km/h，车体垂向振动加速度最大值为0.068g，轮重减载率最大值0.27。车体动力学指标均在规范允许范围内，可认为沪苏通和五峰山桥轨道平顺状态良好。
在全面总结上述实践经验和科研试验成果基础上，系统梳理沪苏通、五峰山、裕溪河和赣江等高速铁路大跨度桥梁开通以来服役现状，提出高速铁路大跨度桥梁轨道静态高低长波容许偏差可采用60m弦中点弦测法测量，对于无砟轨道，250km/h采用10mm，300km/h采用8mm，350km/h采用7mm、对于有砟轨道，250km/h采用10mm。
2.大跨度桥梁轨道高程偏差验收
为保证线路实际走向与设计纵断面相符，现行标准均规定轨道铺设高程与设计高程的偏差限值为10mm，考虑到桥梁温度变形并不反映桥梁和线路的施工质量，其对行车性能的影响在设计阶段均已评估通过，且经统计，我国已建成的高速铁路无砟轨道大跨度桥梁主跨跨径在300m左右，通过施工精细化控制，可以满足设计基准温度下轨面高程与设计高程偏差10mm的限值规定，因此将大跨度桥梁轨道的轨面高程与设计高程的偏差规定为设计基准温度条件下的位置偏差。
3.表9.2.1-1中桥上轨道静态高低不平顺需考虑桥梁温度变形的影响。
国家铁路局
2023年3月9日
相关链接：《高速铁路轨道工程施工质量验收标准》TB 10754-2018等3项铁路工程建设标准局部修订条文