法通过道床阻力测试结果推算道床刚度的量值。相对而言，道床横向阻力与道床刚度相关性更好，因此建议相关规范在确定高速铁路道床质量评价标准时，考虑采用道床横向阻力一项评估指标代替道床纵向阻力、横向阻力两项评估指标，以优化道床评价体系。 2 道床横向阻力的测试设备及测试方法优化 2.1 道床横向阻力的测试设备优化 为准确快速地测试道床的横向阻力，针对道床阻力的测试设备进行了优化，优化后的道床横向阻力测试设备如图10所示。 图10 道床横向阻力测试设备
2.2 道床横向阻力的测试方法优化 在测试过程中，使用千斤顶施加横向推力，通过压力传感器测量力的大小，位移计测量轨枕位移，并实时采集数据传输到计算机。使用自研的检测设备测试道床横向阻力具体步骤如下。 (1)卸下测试轨枕扣件上的螺母和弹条，抽出扣件橡胶垫板，使轨枕和钢轨完全脱离，之后将加力架放置在钢轨外侧的测试轨枕上，扣件螺纹道钉螺栓穿过加力架圆孔。 (2)将千斤顶横卧在加力架内，保证顶住加力架后壁，顶铁紧靠钢轨放置，然后在顶铁和千斤顶之间放置压力传感器。 (3)将连接装置套在另一侧钢轨外侧的螺纹道钉上，并采用扳手紧固，使位移计指针所指位置处于垂直状态。 (4)将位移计固定支架放置在钢轨上；将位移计安装到固定支架上，并使位移计顶住连接装置突起部位。 (5)将压力传感器和位移计通过数据线连接到数
据采集仪上，并将数据采集仪连接至笔记本电脑。 (6)开启数据采集系统，并调试测试仪器，校正相关参数。 (7)使用千斤顶沿线路横向缓慢加载，实时采集并存储数据。 道床横向阻力测试设备基本原理如图11所示。 图11 道床横向阻力测试原理流程
本设备相比于已有设备的突出优点主要包括如下几个方面：(1)测试结果可通过电脑实时显示，结果直观可见；(2)无需人工记录、分析数据，避免了操作误差，提高了测试精度；(3)单根轨枕测试时间可控制在2 min以内，极大提高了作业效率。 3 结论 本文基于现场试验实测数据，对现行标准中道床纵向阻力、横向阻力及枕下支承刚度3项评价指标的相关性进行了研究。通过一次线性回归对实测结果进行了分析，并基于Pearson相关系数构造方法对各项评价指标间的相关性进行了量化分析，建立了有砟道床评价指标相关性的分析体系。最后基于分析结果，提出了高速铁路有砟道床关键性评价指标测试设备及测试方法的优化方案，并对行业规范提出了建议。得到以下主要结论： (1)道床纵、横向阻力之间的相关性较强，其值在下部基础为桥梁及路基时均可达到0.9以上，且回归结果的决定系数可达到0.8以上，说明两者呈可靠的正相关关系。 (2)通过对比道床纵、横向阻力与支承刚度间的相关性分析结果可知两者相关性较小，其最大决定系数仅为0.53，说明无法通过道床阻力测试值推算道床
刚度的量值。且相对而言，下部基础为桥梁时，道床阻力与支撑刚度之间具有较好的相关性。这主要是由于桥梁下部基础相比于柔性路基基础，其在道床刚度测试时所引起的下部基础应变较小所导致的。 (3)建议相关规范在确定高速铁路道床质量评价标准时，考虑采用道床横向阻力一项指标代替道床纵向阻力、横向阻力两项评价指标，以优化道床评价体系。 (4)从阻力及刚度的总体测试量值来看，下部基础为桥梁相比于下部基础为路基的有砟轨道更易达到稳定，这主要和下部基础的刚度有关。 (5)本文所提出的道床横向阻力测试设备及测试方法具有低扰动、高精度、高效率的特点，建议在道床质量评估时采用。 参考文献： [1]陈峰.提高铁路开通速度的技术措施研究[D].北京：北京交通大学，2007. [2]国家铁路局.TB 10621-2014高速铁路设计规范[S].北京:中国铁道出版社， 2014. [3]杨全亮，朱彬.Ⅲ型混凝土轨枕道床纵、横向阻力试验分析[J].铁道标准设计，2010(3):4-6. [4]Jabbar Ali Zakeri. Lateral Resistance of Railway Track[J]. Reliability and Safety in Railway，
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Optimization Method of High-speed Railway Ballasted Bed MA Chun-sheng (China Railway Corporation， Beijing 100044， China) Abstract： Ballasted track is one of the most important type of track structures used in Chinese high-speed railway. Evaluation of ballasted bed quality is the focus during the construction of new railway lines and the daily maintenance of railway maintenance departments. In this paper， the correlation relationship of ballasted bed lateral resistance， longitudinal resistance and supporting stiffness in current norms are studied through field test， and then the experimental results are analyzed with linear regression. A quantitative method for analyzing the correlation of each evaluation index is proposed based on Pearson correlation mathematical model. Finally， testing equipment and testing method for critical ballasted bed quality evaluation are optimized based on analysis results. The results show that the correlation relationship between ballasted bed resistance and supporting stiffness is not obvious， but that between lateral resistance and
longitudinal resistance is very positive. Therefore， this paper suggests using the single index of lateral resistance instead of both lateral resistance and longitudinal resistance to evaluate high-speed railway ballasted bed quality when setting relevant norms， with which the quality evaluation system of ballasted bed is optimized． Key words： High-speed railway; Ballasted bed; Lateral resistance; Longitudinal resistance; Supporting stiffness; Correlation relationship; Testing equipment; Testing method 文章编号：1004-2954(2016)05-0020-05 收稿日期：2016-01-19； 修回日期：2016-01-29 基金项目：国家自然科学基金重大项目(U1234211) 作者简介：马春生(1969—)，男，高级工程师，E-mail：tdb_mcs@163.com。 中图分类号：U213.7 文献标识码：A
DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.2016.05.005
高速铁路有砟道床质量评价指标优化方法研究
