高速铁路养护维修技术1-3

高速铁路养护维修技术目录I.高速铁路养修体制探讨II.高速铁路轨道状态分析III.高速铁路钢轨养护维修IV.无砟轨道养修理念Ⅰ高速铁路养修体制探讨高速铁路是当代高新技术的系统集成，由于它具有输送能力大、速度快、旅行时间短、安全性好、气候变化影响小、正点率高、旅行方便舒适、能源消耗低、对环境污染小等一系列优点，因此是铁路现代化的重要标志，也是世界铁路发展的共同趋势。一、前言以客运专线为代表的高速铁路的建设在我国起步较晚，但发展迅速。京津城际、武广高铁、郑西客专等高速铁路的的建成标志着我国铁路已正式进入高速时代。根据国家《中长期铁路网规划》，将建设客运专线1.2万公里以上，客车速度目标值达到每小时200公里及以上。Ⅰ高速铁路养修体制探讨二、无碴轨道结构及其特点为适应客运专线列车高速度、高密度运行及高舒适度的要求，其线路必须应具备高平顺性、高稳定性、高精度、小残变、少维修等特点。高速铁路行车的基础———轨道结构,其管理水平和目标对高速行车的安全性起着至关重要的作用。轨道结构类型一般分为有碴轨道和无碴轨道两种。Ⅰ高速铁路养修体制探讨有碴轨道是铁路的传统结构。具有弹性良好、价格低廉、更换与维修方便、吸噪特性好等优点。但随着行车速度的提高，其缺点也逐渐显现。由于有碴轨道不均匀下沉产生的120Hz以下频率范围的激振严重，轨道破损和变形加剧，从而使维修工作量显著增加，维修周期明显缩短。Ⅰ高速铁路养修体制探讨日本是无碴轨道发展较早的国家,在20世纪60年代中期就开始了无碴轨道的研究与试验并逐步推广应用。东海道新干线由于建造比较早,575·4km全部采用有碴轨道,但运营后发现不能维持良好的轨道状态,不得不进行大修,更换轨道结构。到了上越新干线铺设，无碴轨道已占线路全长的91%。目前,新干线无碴轨道不仅在桥梁、隧道中铺设,而且在路基上也全面推广使用。Ⅰ高速铁路养修体制探讨Ⅰ高速铁路养修体制探讨德国隧道内无碴轨道与相邻有碴轨道的轨道质量指数Q德国土质路基上无碴轨道与相邻有碴轨道的轨道质量指数QⅠ高速铁路养修体制探讨德国铁路对现行的有碴轨道和无碴轨道的综合技术经济进行了比较，鉴于高速铁路有碴轨道维修工作量大、道碴粉化及道床累积变形速率加快的缺点,决定在所有隧道、道岔区、制动区间以及300km/h的高速线上均采用无碴轨道。日本和德国高速铁路的研究和试验表明：（1）无碴轨道能够提供比有碴轨道更平顺、更稳定的走行轨道，从而取得更优的乘车舒适度、行车安全方面的技术效益；Ⅰ高速铁路养修体制探讨（2）由于无碴轨道的维修工作量比有碴轨道更少（日本无碴轨道的维修费用约为有碴的1/4，而德国则为1/5），从而缩短维修“天窗”时间、延长维修周期、减少维修作业和行车之间的相互干扰，确保在高密度、准点正常行车方面取得经济效益；另一方面，通过国内外有关无碴轨道工程投资的合理偿还期分析或“生命周期成本分析”，也证明无碴轨道比有碴轨道具有更好的经济效益。Ⅰ高速铁路养修体制探讨目前，国内外几种主要无碴轨道结构型式有：Rheda2000型（双块式）、旭普林（Zublin）型、博格（Bogl）板式无碴轨道、日本板式轨道（Ⅰ型板）和我国创新型轨道（Ⅲ型板）。我国第一条高速客运专线京津城际铁路采用的就是博格（Bogl）板式无碴轨道技术。武广高铁主要采用Rheda2000型（双块式），试验段有部分日本板式轨道（Ⅰ型板）和我国创新型轨道（Ⅲ型板）。Ⅰ高速铁路养修体制探讨无碴轨道结构的主要特点：①轨道稳定性好，线路养护维修工作量显著减少，从而减小对列车运营的干扰，线路利用率高；②轨道几何形位能持久保持，提高列车运行的安全性；③平顺性及刚度均匀性好；④耐久性好，服务期长；⑤避免优质道碴的使用及环境破坏；⑥避免高速运行时的道碴飞溅；⑦自重轻，可减轻桥梁二期恒载；结构高度低，可减小隧道开挖断面。Ⅰ高速铁路养修体制探讨局限性：轨道必须建于坚实、稳定、不变形或有限变形的基础上，一旦下部基础残余变形超出扣件调整范围或导致轨道结构裂损，修复和整治困难；初期投资相对较大；振动、噪声相对较大。与有碴轨道相比,无碴轨道优势明显,因此成为高速铁路（客运专线）轨道结构的发展方向。Ⅰ高速铁路养修体制探讨有碴轨道的维修道床维修工作量占到整个维修工作量的40%；而无碴轨道采用整体式轨下基础取代了松散道碴结构，完全没有了“综合捣固”、“起道”及与道床作业有关的“其他”作业，剩下工作主要是：轨道检查、钢轨打磨、过渡段处理及“扣件”或“填层”作业，因此维修工作量大大减少。由此可见，对于无碴轨道的维修养护显然不同于传统的养修模式和方法，它必将给工务养护维修工作带来全新的挑战。三、无碴轨道养护维修带来的新挑战Ⅰ高速铁路养修体制探讨随着铁路列车速度的不断提高，以往的周期性维修方式已暴露出许多缺点:一方面是过度维修，使设备可用率降低，费用增加。由于设备可靠性水平的不断提高，频繁地检修是没有必要的，也是不经济的。另一方面又存在检修不及时的情况。由于对设备状态变化的规律不十分了解，制定的检修周期时间过长，往往很多设备在试验、检修时是正常的，但在下次试验到来之前却发生了故障，造成很大损失。Ⅰ高速铁路养修体制探讨针对上述问题，客运专线无碴轨道必须结合其特点，按照预防性维修为主、矫正性、状态维修为辅的原则开展养护维修工作。高速铁路线路养护维修的主要是依据可靠性理论的“状态修”，即当预见到要发生故障的可能性较大时，才对设备进行检查修理。Ⅰ高速铁路养修体制探讨图中实线为状态修示意；虚线为周期预防修示意。从图中可以看出，设备失态转变点（周期预防修开始维修处）选择得好，则周期修可以延长设备使用时间（设备长期处于近似完美状态）；状态修与周期性预防修比较Ⅰ高速铁路养修体制探讨但若设备失态转变点选择得不好，则周期修容易形成过修，频繁修。困难在于，设备失态转变点目前还不是一个理论值，只是具体设备的实践经验值。而综合检测提供了何时维修所必须的数据，通过综合检测可获得相对于某一个瞬间设备状况的周期性或是连续性的数据，对照状态标准分析确定线路设备是否处于正常状态，在线路设备状态临近失效控制线但尚未出现故障时，进行适当和必要的维修，做到既不失修也不过剩修，避免养护维修中的盲目性，使设备始终处于可靠受控状态。Ⅰ高速铁路养修体制探讨为此，必须建立了一套科学的设备管理体系，以实现对设备的适时监控，及时掌握设备动态变化情况，并做出客观科学的评判，为下步的养护维修工作提供决策依据。（1）设备全方位检测采用综合检测车和车载、便携添乘仪、人工检测等，对线路设备进行定期检测，以获得线路设备技术状态信息、及时掌握线路设备变化规律、查找设备病害，为线路的“状态修”提供技术支持。Ⅰ高速铁路养修体制探讨（2）精确定位测量运用轨道检查小车、利用CPⅢ网，实施三维精确测量，综合分析、判定轨道几何偏差的类型、程度和准确地点，为制定养护方案提供详细的数据支持。Ⅰ高速铁路养修体制探讨（3）现场作业评估对现场作业的全过程进行详细书面记录，包括作业人员，使用机具、材料的种类和数量，轨道作业前后的几何状态，整治方案执行情况，作业时间、外部环境（气候）以及作业前的准备和作业后的收工情况等。通过这些数据记录和分析，可以对此次作业的效率、标准执行情况进行评估，并为设备基础数据库的更新提供详细资料。Ⅰ高速铁路养修体制探讨（4）作业复核作业后现场利用小型测量工具复核，对本次作业质量的初步评估。通过现场复核，检验作业后的质量是否达到规定标准；通过开行确认车评价作业动态质量和设备的安全性能，保证达到线路开通条件，确保运行安全。Ⅰ高速铁路养修体制探讨设备维修标准化数据对比分析设备质量监测维修作业申报流程作业任务书单项作业标准Ⅱ高速铁路轨道状态分析动态检测（综合检测车、高速轨检车、车载添乘仪）精确三维测量（轨道检查小车、cpⅢ网）现场复核（小型测量工具），作业质量现场评估,开行确认车检查初步分析，整体评价，查找几何状态不良处所进一步分析（软件支持），确定不良处所的具体地点、类型、程度判断、决策（辅助决策系统支持），制定作业计划根据作业计划书的要求，进行现场作业作业数据反馈回设备基础数据库存档下一次检测①轨道状态分析流程Ⅱ高速铁路轨道状态分析②轨道动态检测指标主要包括：动检车检测，车载晃车仪检测，便携添乘仪检测，人工感觉晃车。⑴动检车检测检测项目包含：轨距、水平、高低、方向、三角坑、垂向加速度、水平加速度、70米范围高低、70米范围轨向、轨距变化率、曲率变化率等项目。⑵车载晃车仪主要检测垂加、水加超限。Ⅱ高速铁路轨道状态分析⑶便携添乘仪主要检测垂加、水加超限。⑷人工感觉晃车在高铁高平顺性运行过程中，突然的车体晃动人工感觉是很明显的，为此人工感觉能够较为准确的初定晃车的大概地点，再结合静态检测，是能够确认晃车地点。Ⅱ高速铁路轨道状态分析③轨道状态分析标准针对目前轨道动态检测方面手段数据较多，根据检测数据的性质制定轨道状态分析标准（分五级进行管理）：轨道评价数值加权指标值=TQI值+1（每处重复10次以上晃车）+1（动检车一级超限）+5（动检车二级超限）+1(TQI值变化增加值大于1）；其中动检车超限不统计横向加速度及三率Ⅱ高速铁路轨道状态分析③轨道状态分析标准Ⅰ级：定义：轨面状态良好或维修作业后应达到的质量标准，不需要进行评定；区段：轨道评价数值加权指标值（按每200米为一个单元）在5以下、没有重复晃车、没有轨检车超限、TQI变化在0.4及以下；Ⅱ高速铁路轨道状态分析③轨道状态分析标准Ⅱ级定义：轨面有不平顺，要实施重点观测，分析其发展变化情况，为做出维修计划提供依据；区段：轨道评价数值加权指标值（按每200米为一个单元）在5以下有重复或轨检车超限或TQI变化值在1及以下；轨道评价数值加权指标值（按每200米为一个单元）在5以上且无重复晃车或无轨检车超限或TQI值无变化；Ⅱ高速铁路轨道状态分析③轨道状态分析标准Ⅲ级定义：为确保旅客良好的乘车舒适度，安排月度计划维修；区段：轨道评价数值加权指标值（按每200米为一个单元）在5以下及TQI变化值在1以上；轨道评价数值加权指标值在5以上有重复晃车或有轨检车超限或TQI值有变化；Ⅱ高速铁路轨道状态分析③轨道状态分析标准Ⅳ级定义：当轨道不平顺达到或超过该值时，有明显的晃车感觉或对动车及轨道的破坏产生影响，安排旬计划维修；区段：轨道评价数值加权指标值（按每200米为一个单元）在5及以上且“有重复晃车、有轨检车超限、有TQI值有变化”三项指标任意两项满足；Ⅱ高速铁路轨道状态分析③轨道状态分析标准Ⅴ级定义：当轨道不平顺达到或超过该值时，在安全管理上需要实行限速，并且在当天晚上进行紧急处理。区段：晃车值在0.13g及以上；Ⅱ高速铁路轨道状态分析④波形图分析分析数据Ⅱ高速铁路轨道状态分析④波形图分析垂加晃车波形图Ⅱ高速铁路轨道状态分析④波形图分析水加晃车波形图Ⅲ高速铁路钢轨养护维修一、引言武广高铁运营前期晃车现象一直影响着运行品质，在保证轨道线性几何尺寸、扣件系统绝对稳定的前提下，轨面平顺度成为影响行车平稳性的主要因素之一。为保证高速列车的运行平稳性，对武广高铁的轨面进行了调查，发现钢轨光带不居中、不连续、发散、宽度过大等已无法满足标准。在对钢轨试打磨的基础上，规范现有大机打磨作业的标准化、程式化，实践证明效果显著。本文从钢轨打磨作业的几个方面进行总结、介绍，以期对后期的大机打磨作业、整治晃车提供借鉴和帮助Ⅲ高速铁路钢轨养护维修二、大机打磨作业前的准备工作大机打磨是提高轨面平顺性的有效手段，但轨道结构的稳定性是保证钢轨打磨质量优劣的前提。在大机打磨作业前需做两方面的准备工作，一是确保轨道状态绝对稳定可靠；二是进行钢轨平顺性调查。大机打磨前，对轨道进行精调精整，主要内容如下：轨道静态检测指标调查；轨道动态检测指标调查(动检车检测，车载晃车仪检测，便携添乘仪检测，人工感觉晃车)；安博格小车精准测量；利用试算软件进行试算调整；个别突变点现场再次复核；动道整修方案审批；Ⅲ高速铁路钢轨养护维修动道整修；再次进行轨道动、静态检测复核。如果数据对比结果良好，整治完成。若没有改变，重新进行复核或者综合考虑