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大型养路机械运用管理大型养路机械运用管理 第一章第一章 绪论绪论 世界铁路发展简史：世界铁路发展简史：18251825年年9 9月月2727日，世界上第日，世界上第 一条行驶蒸汽机车的永久性公用运输设施，英国一条行驶蒸汽机车的永久性公用运输设施，英国 斯托克顿斯托克顿达灵顿的铁路正式通车。达灵顿的铁路正式通车。1919世纪世纪5050年年 代是英国铁路修建的高潮时期，代是英国铁路修建的高潮时期，18801880年主要的线年主要的线 路基本完成，路基本完成，18901890年全国性铁路网已形成，路网年全国性铁路网已形成，路网 总长达总长达 3200032000公里。公里。 美国于美国于18301830年年5 5月月2424日第一条日第一条 铁路建成通车，全长铁路建成通车，全长2121公里，从巴尔的摩至埃利公里，从巴尔的摩至埃利 州科特。州科特。1919世纪世纪5050年代，筑路规模扩大，年代，筑路规模扩大，8080年代年代 形成高潮。从形成高潮。从 1850185019101910年的年的6060年间，共修筑铁年间，共修筑铁 路路3737万余公里，平均年筑路万余公里，平均年筑路60006000余公里。余公里。18871887年筑年筑 路达路达2061920619公里，创铁路建设史上的最高纪录。公里，创铁路建设史上的最高纪录。 19161916年，美国铁路营业里程达到历史上的最高峰年，美国铁路营业里程达到历史上的最高峰 ，共，共408745408745公里。但此后，由于其它运输方式迅公里。但此后，由于其它运输方式迅 速发展等原因，不断拆除和封闭线路，铁路线路速发展等原因，不断拆除和封闭线路，铁路线路 长长 度不断缩减。铁路一度被称为度不断缩减。铁路一度被称为“ “夕阳产业夕阳产业” ”。 随着重载运输和高速运输的发展，铁路目前随着重载运输和高速运输的发展，铁路目前 又进入了更高层次的发展。目前世界各国根据运又进入了更高层次的发展。目前世界各国根据运 输方式不同，主要分为三大类：输方式不同，主要分为三大类： 第一类：运输密度大，行车速度高，但轴重第一类：运输密度大，行车速度高，但轴重 较轻，以欧洲各国和日本为代表。较轻，以欧洲各国和日本为代表。 第二类：以重载运输为主，机车车辆轴重大第二类：以重载运输为主，机车车辆轴重大 ，但运输密度小且行车速度不高，北美一些国家，但运输密度小且行车速度不高，北美一些国家 和澳大利亚铁路基本属于这一类。和澳大利亚铁路基本属于这一类。 第三类：客、货混跑，轴重、密度、速度同第三类：客、货混跑，轴重、密度、速度同 时发展，较高的速度要求较高的平顺性，运输要时发展，较高的速度要求较高的平顺性，运输要 求和修理要求矛盾突出，中国铁路干线基本属于求和修理要求矛盾突出，中国铁路干线基本属于 此类运输方式。此类运输方式。 第一节第一节 铁路线路与轨道常见病害铁路线路与轨道常见病害 一、铁路线路组成及分类一、铁路线路组成及分类 1. 1.组成：组成：铁路线路是由铁路线路是由路基路基、桥隧建筑物桥隧建筑物和和轨道轨道组组 成的一个整体工程。其中，路基以上的部分成为轨道成的一个整体工程。其中，路基以上的部分成为轨道 ，是行车的基础。轨道的基本结构主要由道床、轨枕，是行车的基础。轨道的基本结构主要由道床、轨枕 、钢轨、联接零件、防爬设备及道岔等组成。、钢轨、联接零件、防爬设备及道岔等组成。 2. 2.重载高速的运输需求对线路结构的要求：重载高速的运输需求对线路结构的要求： 线路结构应该保证机车车辆在规定的最大载重和线路结构应该保证机车车辆在规定的最大载重和 最高速度运行时，具有足够的强度、稳定性和合理的最高速度运行时，具有足够的强度、稳定性和合理的 修理周期。与其他工程结构物不同，线路具有荷载的修理周期。与其他工程结构物不同，线路具有荷载的 随机性和重复性，结构的组合性和散体性，修理工作随机性和重复性，结构的组合性和散体性，修理工作 的经常性和周期性。的经常性和周期性。 知识链接知识链接 铁路线路在空间的位置是用它的中心线表示铁路线路在空间的位置是用它的中心线表示 的。线路中心线在水平面的投影叫做的。线路中心线在水平面的投影叫做线路平面线路平面。 它表明线路的直、曲变化状态。直线和曲线是线它表明线路的直、曲变化状态。直线和曲线是线 路平面的组成要素。曲线又由圆曲线和缓和曲线路平面的组成要素。曲线又由圆曲线和缓和曲线 组成。线路中心线纵向展直后在铅锤面上的投影组成。线路中心线纵向展直后在铅锤面上的投影, , 叫叫线路纵断面线路纵断面。它表明线路的起伏变化情况。它表明线路的起伏变化情况, ,其高其高 程称为程称为路肩高程路肩高程。为适应地面的起伏，线路上除。为适应地面的起伏，线路上除 了平道以外，还修成不同的了平道以外，还修成不同的坡道坡道，因此平道与坡，因此平道与坡 道就是线路纵断面的组成要素。在一个区段上道就是线路纵断面的组成要素。在一个区段上, ,决决 定一台某一类型机车所能牵引的货物定一台某一类型机车所能牵引的货物列车列车重量重量( (最最 大值大值) )的坡度的坡度, ,叫做叫做限制坡度限制坡度ixix。 3. 3.铁路线路的分类铁路线路的分类 按用途分为正线、站线、段管线、岔线及特别用途线。按用途分为正线、站线、段管线、岔线及特别用途线。 按线路等级分为按线路等级分为级铁路、级铁路、级铁路、级铁路、级铁路。级铁路。 按轨距分为标准规铁路、宽轨铁路、窄轨铁路。按轨距分为标准规铁路、宽轨铁路、窄轨铁路。 按区间正线数目分为单线铁路、双线铁路、部分双线铁按区间正线数目分为单线铁路、双线铁路、部分双线铁 路和多线铁路。路和多线铁路。 按钢轨的连接方式分为普通线路和无缝线路按钢轨的连接方式分为普通线路和无缝线路 按行车速度分为常速铁路、准高速铁路、高速铁路和超按行车速度分为常速铁路、准高速铁路、高速铁路和超 高速铁路。高速铁路。 二、我国铁路发展概况二、我国铁路发展概况 1. 1.中国第一条铁路是中国第一条铁路是18761876年英商在年英商在 上海至吴淞间修建的上海至吴淞间修建的, ,较之世界上较之世界上 第一条正式营业的铁路落后了第一条正式营业的铁路落后了5151 年。年。18811881年清政府准许修建一条年清政府准许修建一条 自唐山矿区至胥各庄自唐山矿区至胥各庄1010公里铁路公里铁路 。 2. 2.八十年代铁路建设的重点主要八十年代铁路建设的重点主要 放在提高放在提高“ “三西三西” ”煤炭外运能力和煤炭外运能力和 加强沿海港口后方铁路的运输能加强沿海港口后方铁路的运输能 力力, ,特别是运输特别是运输“ “卡脖子卡脖子” ”区段通过区段通过 能力方面。在此期间能力方面。在此期间, ,先后建成了先后建成了 京秦、大秦、兖石、新菏、皖赣京秦、大秦、兖石、新菏、皖赣 、青藏铁路哈格段、南疆铁路吐、青藏铁路哈格段、南疆铁路吐 库段等铁路新线。增建胶济、同库段等铁路新线。增建胶济、同 蒲、石德、陇海东段、京广南段蒲、石德、陇海东段、京广南段 、沪宁等铁路第二线、沪宁等铁路第二线, ,对丰沙大、对丰沙大、 石太、太焦、成渝、贵昆等铁路石太、太焦、成渝、贵昆等铁路 进行了电气化改造。到进行了电气化改造。到19901990年末年末, , 铁路营业里程达到铁路营业里程达到5337853378公里公里, ,复复 线线1302413024公里公里, ,电气化里程电气化里程69416941公里公里 。地方铁路达到。地方铁路达到44244424公里。公里。 3.19973.1997年全国铁路实施提速战略年全国铁路实施提速战略, 2007, 2007年年4 4月月1818日铁日铁 路第六次大提速标志着我国铁路既有线提速水平路第六次大提速标志着我国铁路既有线提速水平 已跻身世界先进行列。已跻身世界先进行列。 4. 4.铁路铁路“ “十一五十一五” ”规划规划确定铁路发展的六项重确定铁路发展的六项重 点任务。点任务。 （1 1）加快建设发达铁路网）加快建设发达铁路网 （2 2）大力推进技术装备现代化）大力推进技术装备现代化 （3 3）确保铁路运输安全）确保铁路运输安全 （4 4）提高铁路服务质量）提高铁路服务质量 （5 5）积极稳妥推进铁路改革）积极稳妥推进铁路改革 （6 6）加强人才队伍建设）加强人才队伍建设 三、高速铁路的含义及特点三、高速铁路的含义及特点 目前，中国是世界上高速铁路发展最快、系统技术最全、集目前，中国是世界上高速铁路发展最快、系统技术最全、集 成能力最强、运营里程最长、运营速度最高、在建规模最大的国成能力最强、运营里程最长、运营速度最高、在建规模最大的国 家。经过几年的不懈努力，目前，中国大陆投入运营的高速铁路家。经过几年的不懈努力，目前，中国大陆投入运营的高速铁路 已达到已达到69206920营业公里。其中，新建时速营业公里。其中，新建时速250250350350公里的高速铁路公里的高速铁路 有有40444044营业公里；既有线提速达到时速营业公里；既有线提速达到时速200200250250公里的高速铁路公里的高速铁路 有有28762876营业公里。我国高速铁路运营里程居世界第一位。正在建营业公里。我国高速铁路运营里程居世界第一位。正在建 设中的高速铁路有设中的高速铁路有1 1万多公里。万多公里。 1. 1.含义含义：根据：根据UICUIC（国际铁道联盟）的定义，高速铁（国际铁道联盟）的定义，高速铁 路是指营运速率达每小时路是指营运速率达每小时200200公里的铁路系统（也有公里的铁路系统（也有250250 公里的说法）。公里的说法）。 2. 2.特点特点：高平顺性；高稳定性；高精度，小残变，少：高平顺性；高稳定性；高精度，小残变，少 维修；宽大，独行的线路空间；高标准的环境保护；开维修；宽大，独行的线路空间；高标准的环境保护；开 通运行之日即以设计速度运行；运行中，实行科学的轨通运行之日即以设计速度运行；运行中，实行科学的轨 道管理及严密的防灾安全监控。道管理及严密的防灾安全监控。 四、世界高速铁路的发展四、世界高速铁路的发展 19641964年年1010月月1 1日，最高时速达日，最高时速达210210公里的日本东海道新干线开公里的日本东海道新干线开 通，标志着真正意义的高速铁路诞生。此后，法国、德国、意大通，标志着真正意义的高速铁路诞生。此后，法国、德国、意大 利等国相继开工建设高速铁路，促成了高速铁路建设的第一次高利等国相继开工建设高速铁路，促成了高速铁路建设的第一次高 潮，到潮，到2020世纪世纪9090年代初，建成了年代初，建成了32163216公里高速铁路。高速铁路运公里高速铁路。高速铁路运 营取得了明显的社会经济效益，促使欧洲在营取得了明显的社会经济效益，促使欧洲在2020世纪世纪9090年代再次形年代再次形 成了高速铁路的建设热潮。欧洲议会还批准了泛欧高速铁路网的成了高速铁路的建设热潮。欧洲议会还批准了泛欧高速铁路网的 规划，规划新建线路规划，规划新建线路1250012500公里，改造既有线公里，改造既有线1400014000公里，形成连公里，形成连 接欧洲所有主要城市的高速铁路网。到接欧洲所有主要城市的高速铁路网。到9090年代中期，高速铁路在年代中期，高速铁路在 经济、节能、环保等方面的优势得到了各国政府的认可，开始大经济、节能、环保等方面的优势得到了各国政府的认可，开始大 力发展。力发展。 五、铁路轨道常见病害与整治五、铁路轨道常见病害与整治 1. 1.轨道受力：列车轴重、速度、运量。轨道受力：列车轴重、速度、运量。 2. 2.轨道病害：在力的作用下产生的残余变形分为轨道病害：在力的作用下产生的残余变形分为 两大类。两大类。 一类是线路在横向、竖向和纵向方向内几何一类是线路在横向、竖向和纵向方向内几何 形位的改变，主要表现为直线上水平、高低及轨形位的改变，主要表现为直线上水平、高低及轨 向不良，出现三角坑等病害。此外在曲线上还会向不良，出现三角坑等病害。此外在曲线上还会 出现出现“ “鹅头鹅头” ”、曲线钢轨接头、曲线钢轨接头“ “支嘴支嘴” ”、缓和曲线状、缓和曲线状 态不良和曲线钢轨磨耗等病害，道岔上还会出现态不良和曲线钢轨磨耗等病害，道岔上还会出现 尖轨和岔心等处的病害。尖轨和岔心等处的病害。 另另一类是钢轨及其他组成部件的疲劳伤损和磨耗一类是钢轨及其他组成部件的疲劳伤损和磨耗 伤损。主要表现为钢轨接头鞍形磨耗、低接头、钢轨破伤损。主要表现为钢轨接头鞍形磨耗、低接头、钢轨破 损、加班弯曲或断裂、接头错牙、道床结硬和溜塌等。损、加班弯曲或断裂、接头错牙、道床结硬和溜塌等。 线路的残余变形，主要是机车车辆与线路相互作线路的残余变形，主要是机车车辆与线路相互作 用的结果。铁路运量越大的线路，残余变形越厉害，随用的结果。铁路运量越大的线路，残余变形越厉害，随 着我国铁路重载、高速和舒适化的快速发展和要求，线着我国铁路重载、高速和舒适化的快速发展和要求，线 路验收标准逐步提高，新建、客专、改扩建线路的大量路验收标准逐步提高，新建、客专、改扩建线路的大量 竣工，大量增加了铁路运营里程，传统的维修手段已不竣工，大量增加了铁路运营里程，传统的维修手段已不 能满足维修要求。能满足维修要求。 第二节第二节 大型养路机械的发展大型养路机械的发展 上世纪上世纪6060年代之后，为适应铁路快速、重载年代之后，为适应铁路快速、重载 以及轨道结构重型化的技术发展，各国铁路竞相以及轨道结构重型化的技术发展，各国铁路竞相 采用大型养路机械。到采用大型养路机械。到8080年代末，发达国家的铁年代末，发达国家的铁 路已基本形成以大型养路机械为主要作业手段的路已基本形成以大型养路机械为主要作业手段的 格局。格局。 一、我国大型养路机械发展一、我国大型养路机械发展 我国铁路养护走向大型机械化是在上世纪我国铁路养护走向大型机械化是在上世纪8080年代之后。年代之后。 进入 进入8080年代之后，随着我国铁路运输密度的加大，年代之后，随着我国铁路运输密度的加大， 繁忙干线的维修工作采用传统的方式和手段已无法完成繁忙干线的维修工作采用传统的方式和手段已无法完成 。与此同时，轨道结构的日益现代化也向养路机械的作。与此同时，轨道结构的日益现代化也向养路机械的作 业质量提出了更高的要求。在这种形势下，我国养路机业质量提出了更高的要求。在这种形势下，我国养路机 械化工作不可避免地迎来了变革。械化工作不可避免地迎来了变革。 1983 1983年年6 6月，由当时的铁道部工务局等单位组成的月，由当时的铁道部工务局等单位组成的 中国铁路大型养路机械考察订货组，赴奥地利、瑞士和中国铁路大型养路机械考察订货组，赴奥地利、瑞士和 德国对欧洲铁路大型养路机械的运用情况进行了考察，德国对欧洲铁路大型养路机械的运用情况进行了考察， 并于是年并于是年7 7月中旬在奥地利同普拉塞公司签署了月中旬在奥地利同普拉塞公司签署了RM80RM80型型 道清筛机、道清筛机、08-3208-32型起拨道抄平捣固车、型起拨道抄平捣固车、DGS62NDGS62N型道床型道床 动力稳定车以及动力稳定车以及SSP103SSP103型配砟整形车各型配砟整形车各1 1台的订货合同台的订货合同 。是年。是年1010月，铁道部利用日元贷款再次订购了同样型号月，铁道部利用日元贷款再次订购了同样型号 的捣固车的捣固车3 3台、稳定车台、稳定车2 2台、配砟车台、配砟车2 2台。台。 次年下半年，这批由奥地利进口的大型养路次年下半年，这批由奥地利进口的大型养路 机械次第到达天津新港，配属给沈阳铁路局锦州机械次第到达天津新港，配属给沈阳铁路局锦州 第一线路大修段第一线路大修段4 4台、北京铁路局北京机械化养路台、北京铁路局北京机械化养路 队队7 7台。台。19851985年，北京局使用大型养路机械在京秦年，北京局使用大型养路机械在京秦 线进行了线路维修试验，共完成线路维修线进行了线路维修试验，共完成线路维修302.2302.2公公 里；沈阳局使用大型养路机械在沈山线、大郑线里；沈阳局使用大型养路机械在沈山线、大郑线 进行了线路大修试验，共完成线路大修进行了线路大修试验，共完成线路大修3434公里，公里， 两项试验取得了圆满成功，从而开创了我国铁路两项试验取得了圆满成功，从而开创了我国铁路 大型养路机械作业的新局面，受到全路工务职工大型养路机械作业的新局面，受到全路工务职工 的热烈欢迎。的热烈欢迎。 “ “十五十五” ”期间，铁道部批准并实施了大型养路机械及期间，铁道部批准并实施了大型养路机械及 工务专用设备工务专用设备“ “十五十五” ”装备计划，总投资约装备计划，总投资约44.644.6亿元，装亿元，装 备各类大型养路机械备各类大型养路机械293293台，工务专用设备台，工务专用设备125125台，组成台，组成 线路大修机组线路大修机组1717个，线路维修机组个，线路维修机组3232个。如果这个计划个。如果这个计划 完全实施，完全实施，“ “十五十五” ”结束时全路将累计拥有结束时全路将累计拥有3434个线路大修个线路大修 机组，机组，7070个线路维修机组，配备各类大型养路机械个线路维修机组，配备各类大型养路机械578578 台，各类工务专用设备台，各类工务专用设备214214台。陆续成立了台。陆续成立了1919个大型养路个大型养路 机械段，全部采用大型养路机械进行线路的大型维修作机械段，全部采用大型养路机械进行线路的大型维修作 业。业。 据统计，我国铁路现有大型养路机械据统计，我国铁路现有大型养路机械 的作业能力分别达到线路捣固的作业能力分别达到线路捣固3300033000公里，公里， 道床清筛道床清筛35203520公里，钢轨打磨公里，钢轨打磨42004200公里，道公里，道 岔捣固岔捣固1260012600组。组。20042004年，为配合提速工程年，为配合提速工程 需要和正常线路大修、维修需要，全路大需要和正常线路大修、维修需要，全路大 型养路机械共完成线路捣固型养路机械共完成线路捣固3832538325公里，完公里，完 成道床清筛成道床清筛24532453公里，钢轨打磨公里，钢轨打磨33393339公里，公里， 道岔捣固道岔捣固82108210组。组。 上世纪 上世纪9090年代以来年代以来1010余年间，我国大型余年间，我国大型 养路机械国产化工作也取得了可喜的进展养路机械国产化工作也取得了可喜的进展 ，具备年产各类大型机械，具备年产各类大型机械120120台的能力。台的能力。 二、国外大型养路机械发展二、国外大型养路机械发展 第一阶段：第二次世界大战结束到第一阶段：第二次世界大战结束到2020世纪世纪6060年代初年代初 。各国恢复国民经济进程，工业发达国家首先发展的是。各国恢复国民经济进程，工业发达国家首先发展的是 能替代线路作业中主要工序所需劳力的机械设备，如铺能替代线路作业中主要工序所需劳力的机械设备，如铺 轨、道床清筛、铺碴、道床配型、捣固和拨道等耗费大轨、道床清筛、铺碴、道床配型、捣固和拨道等耗费大 量人工的项目。量人工的项目。 第二阶段：第二阶段：2020世纪世纪6060年代初到年代初到 7070年代末。各国经济全面发展阶段年代末。各国经济全面发展阶段 ，各种运输方式齐头并进，铁路，各种运输方式齐头并进，铁路 运输竞争激烈，国际上出现了高运输竞争激烈，国际上出现了高 速铁路、重载铁路和繁忙铁路，速铁路、重载铁路和繁忙铁路， 旅客列车时速超过旅客列车时速超过200KM/H200KM/H，货，货 物列车轴重增加到物列车轴重增加到20T20T以上，相应以上，相应 要求提高线路结构质量和线路作要求提高线路结构质量和线路作 业要求，此阶段出现了一批成套业要求，此阶段出现了一批成套 的大型、小