第9章 轨道结构的维修与管理

第九章轨道结构的维修与管理

本章内容第一节线路设备修理第二节铁路轨道检测与质量评定第三节线路设备修理基本内容第四节无缝线路的养护维修技术第五节铁路线路修理机械第六节高速铁路轨道结构的修理特点第七节工务设备维护信息管理与辅助决策技术2一、线路设备修理1）线路设备修理原则线路设备大修:运营条件匹配，轨道结构等强。修理周期合理，线路质量均衡。线路设备维修:预防为主，防治结合，修养并重。2）线路设备维修管理组织线路设备大修施工应由专业队伍承担，并有固定的生产人员作为基本队伍。线路设备大修施工单位应依据设计文件进行现场调查和施工测量，研究制定施工方案，按工程件名及批准的施工计划编制施工组织设计。线路设备大修施工必须认真贯彻执行安全第一、预防为主的方针，严格执行各项施工作业标准，科一学组织施工，确保施工安全、质量和进度。线路设备维修实行检修分开制度。检修分开的基本原则是实行专业检查和机械化集中修理，实现检查与维修的一体监督。铁路轨道检测主要包括几何形位和轨道结构及部件的状态检测。我国铁路对轨道几何尺寸的管理，实行静态管理与动态管理相结合的管理模式。1）铁路线路的静态和动态检查线路静态检查线路设备检查的内容正线线路和道岔、曲线正矢、无缝线路长轨条位移观测、钢轨焊接接头的表面质量及平直度检查、线路病害地段和薄弱处所检查线路静态检查的设备道尺、轨道检查仪、弦线、基尺和电子平直尺、无缝线路爬行观测设备二、铁路轨道检测与质量评定1）铁路线路的静态和动态检查线路静态检查道尺（轨距尺）数字道尺道尺是检测铁路轨道轨距、水平和超高的主要静态测量工具。数字道尺是智能化的基于计算机的轨道几何形位静态测量工具，其特点是测量精度高、速度快、自动化程度高、显示清晰直观、检定方便快捷、节省维修费用。二、铁路轨道检测与质量评定1）铁路线路的静态和动态检查线路静态检查轨道检查仪轨道检查仪也称轨检小车，是用于测量轨道静态几何参数的小型推车。配有各种高精度的传感器、无线电通讯设备、户外计算机，借助专业软件用于控制测量和数据存储管理，数据采集速度快、数量大，对采集到的数据能及时地进行分析与报警，用于现场指导维修、复核和验收作业。线路检查仪可以测量轨道的几何尺寸及三维绝对坐标，自动测量轨距、水平（三角坑）、高低和轨道360

横断面。二、铁路轨道检测与质量评定1）铁路线路的静态和动态检查线路静态检查弦线用于检测轨道的高低和方向，有10m、20m、和40m长标准弦线。弦线测量轨道的高低弦线测量轨道的方向二、铁路轨道检测与质量评定1）铁路线路的静态和动态检查线路静态检查对钢轨波磨等不平顺，以往通常采用基尺和塞尺进行测量。塞尺厚度为0.1~1.0mm不等，可随意组合成各种厚度。基尺通常是不易变形的钢板尺或者特质钢尺，长度约为50~120cm。在钢轨底顶部放置基尺，在波磨波谷或者低接头处试塞各种厚度的塞尺。这种检测方法的精度低，但简单易行。

电子平直尺是目前使用的较为精确的静态检测钢轨平顺性、焊缝及波磨的检测设备。塞尺电子平直尺基尺二、铁路轨道检测与质量评定1）铁路线路的静态和动态检查线路静态检查进行无缝线路维修必须掌握轨温，观测钢轨位移，分析锁定轨温。当长轨条铺设锁定之后，即在与观测桩相对应的钢轨上做好标记，作为观测钢轨爬行的观测点。在日常管理中，要对爬行观测桩和轨长标定的设标点进行定期观测，并互相核对。无缝线路道岔爬行观测位移标尺二、铁路轨道检测与质量评定1）铁路线路的静态和动态检查线路动态检查检测手段线路动态检查主要是通过轨检车的检查，了解和掌握线路局部不平顺(峰值管理)和线路区段整体不平顺(均值管理)的动态质量，指导线路养护维修工作。目前也使用添乘仪、车载动态检查仪等辅助动态检测手段。目前我国轨检车按照检测系统类型划分为三类：GJ-3型、GJ-4型和GJ-5型；按车辆速度等级划分为：120km/h、140km/h和160km/h。轨道车二、铁路轨道检测与质量评定2）铁路轨道不平顺的质量评定轨道静态不平顺的质量评定二、铁路轨道检测与质量评定2）铁路轨道不平顺的质量评定轨道动态不平顺的质量评定轨道检查车对轨道动态局部不平顺(峰值管理)检查的项目为轨距、水平、高低、轨向、三角坑、车体垂向振动加速度和横向振动加速度七项。轨道质量指数(TQI)二、铁路轨道检测与质量评定2）铁路轨道不平顺的质量评定轨道动态不平顺的质量评定轨道质量指数(TQI)

轨道质量指数(TQI)是反映轨道不平顺质量状态的统计特征值。将线路划分为200m或500m一个单元区段，每250mm采集轨距、轨向(左，右)、高低(左，右)、水平及三角坑等七项不平顺参数，每单元区段每单项采集800个或2000个数据，经计算机处理得出标准差的统计特征值，以单项或七项和来表示轨道几何不平顺状态的程度。

二、铁路轨道检测与质量评定2）铁路轨道不平顺的质量评定轨道动态不平顺的质量评定轨道质量指数(TQI)

二、铁路轨道检测与质量评定2）铁路轨道不平顺的质量评定轨道动态不平顺的质量评定轨道质量指数(TQI)轨道状态图是将线路不同里程区段的TQI数据以直方图的形式表示出来，图中横坐标表示单元区段的位置，纵坐标表示TQI数值的大小，横线是TQI管理目标值，从轨道状态图可直观地看出轨道状态的好坏，便行进行质量控制。

轨道状态图二、铁路轨道检测与质量评定3）铁路轨道设备状态的检测与评定线路设备状态评定线路设备状态评定是对正线线路设备质量基本状况的检查评定，是考核各级线路设备管理工作和线路设备状态改善情况的基本指标。线路设备保养质量评定线路、道岔保养质量评定，是考核线路、道岔养护质量的基本指标，也是安排维修计划的主要依据之一。二、铁路轨道检测与质量评定1）线路设备大修

线路上的钢轨疲劳伤损、轨型不符合要求，不能满足铁路运输需要时，必须进行线路大修。

线路大修包括线路大修、成段更换再用轨（整修轨）、成组更换道岔和岔枕、成段更换混凝土枕、道口大修、隔离栅栏大修、其他大修（以上未涵盖的线路设备大修项日及其他大修）。线路大修又可分为普通线路换轨大修和无缝线路换轨大修。线路设备修理线路设备大修线路设备维修三、线路设备修理基本内容2）线路设备维修线路设备维修分为综合维修、经常保养和临时补修。综合维修是指根据线路变化规律和特点，以全面改善轨道弹性、调整轨道几何尺寸和更换、整修失效零部件为重点，以大型养路机械为主要作业手段，按周期、有计划地对线路进行的综合性维修，以恢复线路完好技术状态。经常保养是指根据线路变化情况，以养路机械为主要作业手段，对全线进行有计划、有重点的经常性养护，以保持线路质量处于均衡状态。临时补修是指以小型养路机械为主要作业手段，及时对线路几何尺寸超过临时补修容许偏差管理值及其他不良处所进行的临时性整修，以保证行车安全和平稳。三、线路设备修理基本内容为保持无缝线路良好的轨道状态，防止高温的胀轨跑道和低温的断轨事故，确保行车安全，在无缝线路养护维修上作中，应充分掌握无缝线路的原理、除遵守普通线路有关规定的要求外，还须遵守针对尤缝线路特点所提出的一些要求和规定。1）无缝线路养护维修技术要求应根据无缝线路类型、季节特点、锁定轨温和线路状态，合理安排全年的维修计划，在低温季节，安排锁定轨温较低或薄弱的地段进行综合维修，在较低轨温时，如需更换钢轨或夹板，可采用钢轨拉伸器进行。在高温季节，安排锁定轨温较高的地段进行综合维修，可安排矫直钢轨硬弯、钢轨打磨、焊补等作业，不应安排综合维修和影响线路稳定的作业，如起道、拨道和清筛道砟等作业。

如必须进行综合维修或成段保养时，应有计划地对无缝线路先进行放散作业，并在轨温符合要求时，重新做好锁定线路工作。其他保养和临时补修，可采取调整作业时间的办法进行。四、无缝线路的养护维修技术2）维修作业的轨温条件及注意事项无缝线路作业.必须遵守下列作业轨温条件:混凝土枕(含混凝土宽枕)无缝线路维修作业轨温条件见下表：四、无缝线路的养护维修技术2）维修作业的轨温条件及注意事项无缝线路作业.必须遵守下列作业轨温条件:混凝土枕(含混凝土宽枕)无缝线路维修作业轨温条件见下表：混凝土枕(含混凝土宽枕)无缝线路，当轨温在实际锁定轨温减30℃以下时，伸缩区和缓冲区禁止进行维修作业。木枕地段无缝线路作业轨温按混凝土枕无缝线路作业规定减5℃，当轨温在实际锁定轨温减20℃以下时，禁止在伸缩区和缓冲区进行维修作业。在跨区间无缝线路上的无缝道岔尖轨及其前方25m范围内综合维修，作业轨温范围为实际锁定轨温士10C。四、无缝线路的养护维修技术3）应力放散与调整

无缝线路应力放散是指在轨温适当时，将接头夹板、中间扣件和防爬设备松开，采取措施使钢轨伸缩，释放内部应力，再重新锁定。

无缝线路应力调整是指在固定区的温度应力不均匀的情况下，为使其均匀，就需要在固定区或局部地段松开扣件及防爬设备，使钢轨内部应力进行调整，然后再重新锁定。无缝线路应力放散方法有两类：一是控制温度法，即在适合的轨温范围内，使钢轨自由伸缩，尽量达到零应力状态，放散应力后再锁定，滚筒放散法就属于这一类；二是长度控制法，即依靠外力，强迫钢轨伸缩，如撞轨法、列车碾压法、机械拉伸法。无论采用何种方法放散无缝线路应力，都要求保证放散均匀。为此在放散应力时，应每隔50m设置一个观测点，观测钢轨位移和扣件松动情况，及时排除放散故障，保证钢轨纵向位移合理、应力放散均匀和锁定轨温准确。四、无缝线路的养护维修技术

四、无缝线路的养护维修技术4）胀轨跑道原因及其防止措施胀轨跑道的原因钢轨不正常的收缩，产生较大的不均匀纵向位移，造成局部锁定轨温降低过多。在进行线路修理时，超温、超长、超高等违章作业，或是作业后的道床阻力、结构强度未能恢复到应有程度。据统计分析，70%以上的胀轨跑道事故都发生在作业中或作业后的当天或第二天。线路设备状态不良，尤其是道床密实度、断面尺寸等不符合标准，轨道约束阻力严重下降。扣件压力不足，道钉浮起，造成轨道框架刚度降低。线路方向严重不良，钢轨碎弯多，增加了轨道不平顺。

四、无缝线路的养护维修技术4）胀轨跑道原因及其防止措施胀轨跑道的防治和处理

天气较热时，必须加强巡查，观测轨温和线路方向的变化。当发现线路连续出现碎弯井继续扩大，有胀轨迹象时，应及时设置慢行信号防护，对线路进行紧急处理。待线路稳定后，才能恢复正常行车。

作业中如发现不良的轨向、高低，起道、拨道省力，枕端道道砟离缝等胀轨迹象时，必须停止作业，并及时采取措施，防止胀轨跑道。

发现服轨跑道时，必项立即拦停列车。有条件时，可采取浇水或喷洒液态二氧化碳等办法降低钢轨温度，整正线路，夯拍道床，按5km/h的速度放行列车。派人在现场监视线路，并不间断地采取降温措施，待轨温降至接近原锁定轨温时，再恢复线路和正常行车速度。

无降温条件或降温无效时，应立即锯断钢轨(普通线路应拆开钢轨接头)放散应力，整正线路，夯拍道床，首列放行列车速度不得超过5km/h，并派专人看守、整修线路，逐步提高行车速度。四、无缝线路的养护维修技术5）无缝线路钢轨重伤和断轨处理探伤检查发现钢轨重伤时，应及时切除重伤段，实施焊复。探伤检查发现钢轨焊缝重伤时，应及时组织加固处理或实施焊复。

若钢轨折断时，应立即处理，并记录现场情况，如断缝值及断轨时的轨温等数据。断轨处理方法有：紧急处理当钢轨断缝不大于50mm时，应立即进行紧急处理，在断缝处上好夹板或臌包夹板。临时处理钢轨折损严重或断缝大于50mm时，紧急处理后，不能立即焊接修复时，应封锁线路，切除伤损钢轨部分，在两锯口之间，插人长度不短于6m的同型号钢轨，轨端钻孔。安装接头夹板，用10.9级螺栓拧紧。永久处理对紧急处理或临时处理的钢轨，应及时插人短轨进行焊复，恢复无缝线路轨道结构。四、无缝线路的养护维修技术6）跨区间和桥上无缝线路养护维修

在跨区间无缝线路上的无缝道岔尖轨及其前方25m范围内综合维修时，作业轨温范围为实际锁定轨温士10℃应。加强胶接绝缘接头的养护，做好轨端肥边打磨和道床捣固工作。胶接绝缘接头拉开时，应立即拧紧接头两端各50m线路的钢轨扣件，并加强钢轨爬行观测。当绝缘接头失效时，应立即更换，进行水久处理。如暂时不能实施永久处理时，可更换为普通绝缘接头，进行临时处理。但进行永久处理时，应保证修复后的无缝线路锁定轨温不变。当无缝道岔的辙又、尖轨及钢轨伤损或磨耗超限需要更换时，可更换为普通辙又、尖轨及钢轨，采用冻结接头进行临时处理，并尽快恢复原结构。

每年春、秋季应在允许作业轨温范围内，逐段整修扣件及接头螺栓，整修不良绝缘接头。对接头螺栓及扣件进行除垢涂油，并复拧，使其达到规定的标准值。使用长效油脂时，按油脂实际有效期安排除垢涂油工作。四、无缝线路的养护维修技术目前铁路线路修理工组针对不同的线路状态，使用小型和大型机械进行作业。小型修理机械包括液压起拨道器、液压捣固机、轨缝调节器、方枕器、直轨器、钻孔机、钢轨切割机(锯轨机)、拉伸器和打磨机等。大型养路机械主要包括道砟捣固机械、轨道动力稳定车、配砟整形车、道砟清筛机、吹砟机、钢轨打磨车、道岔打磨车、道岔铺换机组以及功能比较齐全的线路大修列车等。大型养路机械的特点是重型、高效，要求施工“天窗”比较长。施工时需要严密组织。本节对我国目前主要使用的大型养路机械进行介绍。

五、铁路线路修理机械DC-32Ⅳ捣固车DWL-48连续走行捣固稳定车CDW-32线路道岔捣固稳定车CDC-16道岔捣固车五、铁路线路修理机械WD-320型轨道动力稳定车五、铁路线路修理机械SPZ-200型双向配砟整形车DPZ-440型双向配砟整形车五、铁路线路修理机械QS-1200II全断面道砟清筛机五、铁路线路修理机械PCM-48型钢轨打磨车GMC-96型钢轨打磨车五、铁路线路修理机械CMC-20型道岔打磨车RGH-20C型道岔打磨车五、铁路线路修理机械CPH型道岔铺换机组五、铁路线路修理机械36高速铁路线路区别于一般铁路线路的主要特点是高平顺性。高速铁路制订一套科学的轨道状态评价与管理技术标准，即对局部轨道状态进行评价和管理，也对区段的轨道整体状态进行科学的评价。高速铁路除目前对轨道质量状态控制的指标外，还以车体振动加速度和转向架振动加速度来评价轨道质量状态。六、高速铁路轨道结构的修理特点37铁路工务管理实现着三个转变从定性和传统经验向定量化科学管理转变；对轨道状态和质量的检测从静态向动态和综合检测转变；轨道管理从分散的单独的系统向覆盖全路的综合化、网络化、智能化系统转变。

世界各国的铁路工务设备管理信息系统普遍结合了信息技术、GIS技术及铁路计划、检测、维护工程的最新技术，能够更加高效地维护铁路基础设施，优化投资计划和方向，优化新建地区以及全铁路的建设。同时根据轨道实测资料、过去的历史纪录、专家的养修经验，制定最佳的养护维修作业计划，降低养修成本，提高工务管理部门的劳动生产率，可实现铁路基础设施的计划、设计、执行和维护等方面的辅助决策支持。七、工务设备维护信息管理与辅助决策技术381）国外铁路主要应用轨道信息系统国家名称使用者系统名称系统内容特点、操作情况德国德国国铁SISTEMIDINAMICS轨道养护、轨道更新计划决策支持系统。以系统动态理论为基础，进行长期的经济、技术相互作用的仿真。英国英国国铁MARPAS轨道养护、轨道更新计划决策、确定费用支持系统。RRNPV钢轨更换计划决策支持系统。根据技术、经济分析模型，决定更换费用最小的更换周期。美国美国伯灵顿SMS轨道养护维修系统。由轨道不平顺管理、钢轨、轨枕三个系统构成．OK、MAY、SHOULD、MUST四个阶段输出。REPOMAN钢轨更换计划．分析一定区间的轨道损伤发生率，和限界值的关系以区间进行排序，客观反映钢轨磨耗的情况。日本JR集团SMIS新干线信息管理系统。1975年开始使用，功能正在逐步改善。瑞士瑞士国铁GEV轨道养护维修计划决策支持系统。输出养护方法和养护的工作量．对输出结果进行技术、经济的评价。美国美国伯灵顿SMS轨道养护维修系统。由轨道不平顺管理、钢轨、轨枕三个系统构成．OK、MAY、SHOULD、MUST四个阶段输出。荷兰荷兰国铁BINCO养护维修计划辅助系统。包括由短波长数据确定的钢轨打磨计划。七、工务设备维护信息管理与辅助决策技术391）国外铁路主要应用轨道信息系统国家名称使用者系统名称系统内容特点、操作情况波兰波兰国铁DONG确定全面补修计划。KOMPLAN计算机辅助编制作业计划．慢行确定、抢修施工、以及轴重限值的确定．测量高低、轨向、水平、轨距不平顺值后判定。法国法国国铁GOP对高低不平顺进行技术、经济分析，根据捣固作业量最小进行路基和道床的保养。加拿大EPMS轨道养护计划支持系统。钢轨损伤、轨枕损伤、轨道不平顺发展进行定量的预测，5年后的状态和标准进行比较。钢轨磨耗预测利用运量、曲线半径、钢轨