武汉桥工段寇东华2010-11目录高速铁路养修体制探讨

高速高铁养护修理技术北京桥工段寇东华2010-11目录高速高铁养修体制阐述高速高铁轨道状态剖析高速高铁重轨养护修理无砟轨道养修理念Ⅰ高速高铁养修体制阐述高速高铁是当代高新技术的系统集成，因为它具有输送能力大、速度快、旅行时间短、安全性好、气候变化影响小、正点率高、旅行便捷舒适、能源消耗低、对环境污染小等一系列优点，因而是高铁现代化的重要标志，也是世界高铁发展的共同趋势。一、前言以客运专线为代表的高速高铁的建设在我国起步较晚，但发展迅速。京津城际、武广铁路、郑西客专等高速高铁的的建成标志着我国高铁已即将步入高速时代。按照国家《中常年高铁网规划》，将建设客运专线1.2万公里以上，货车速率目标值达到每小时200公里及以上。Ⅰ高速高铁养修体制剖析二、无碴轨道结构及其特征为适应客运专线火车高速率、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、少修理等特性。高速高铁行车的基础———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。轨道结构类型通常分为有碴轨道和无碴轨道两种。Ⅰ高速高铁养修体制阐述有碴轨道是高铁的传统结构。具有弹性良好、价格低廉、更换与修理便捷、吸噪特点好等优点。

但随着行车速率的提升，其缺点也渐渐显露。因为有碴轨道不均匀下沉形成的120Hz以下频度范围的激振严重，轨道受损和变型减缓，因而使修理工作量明显降低，修理周期显著减短。Ⅰ高速高铁养修体制阐述台湾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渐推广应用。东海道新干线因为建造比较早,575·4km全部采用有碴轨道,但营运后发觉不能维持良好的轨道状态,不得不进行整修,更换轨道结构。到了上越新干线铺装，无碴轨道已占线路全长的91%。目前,新干线无碴轨道除了在桥梁、隧道中铺设,并且在坝体上也全面推广使用。Ⅰ高速高铁养修体制阐述Ⅰ高速高铁养修体制阐述美国隧洞内无碴轨道与相邻有碴轨道的轨道质量指数Q日本土质坝体上无碴轨道与相邻有碴轨道的轨道质量指数QⅠ高速高铁养修体制阐述美国高铁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，鉴于高速高铁有碴轨道修理工作量大、道碴粉化及道床累积变型速度推进的缺点,决定在所有隧洞、道岔区、制动区间以及300km/h的高速线上均采用无碴轨道。英国和法国高速高铁的研究和试验表明：（1）无碴轨道才能提供比有碴轨道更平顺、更稳定的走行轨道，因而取得更优的乘车舒适度、行车安全方面的技术效益；Ⅰ高速高铁养修体制剖析（2）因为无碴轨道的修理工作量比有碴轨道更少（美国无碴轨道的维修费用约为有碴的1/4，而英国则为1/5），因而减短修理“天窗”时间、延长修理周期、减少修理作业和行车之间的互相干扰，确保在海阳度、准点正常行车方面取得经济效益；另一方面，通过国外外有关无碴轨道工程投资的合理清偿期剖析或“生命周期成本剖析”，也证明无碴轨道比有碴轨道具有更好的经济效益。 #

Ⅰ高速高铁养修体制阐述目前，国外外几种主要无碴轨道结构型式有：型（双块式）、旭普林（）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高铁采用的就是博格（Bogl）板式无碴轨道技术。武广铁路主要采用型（双块式），试验段有部份台湾板式轨道（Ⅰ型板）和我国创新型轨道（Ⅲ型板）。Ⅰ高速高铁养修体制阐述无碴轨道结构的主要特征：①轨道稳定性好，线路养护修理工作量明显降低，进而降低对动车营运的干扰，线路借助率高；②轨道几何形位能持久保持，提升火车运行的安全性；③平顺性及挠度均匀性好；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喷溅；⑦自重轻，可减少桥梁二期恒载；结构高度低，可减少隧洞顶管断面。Ⅰ高速高铁养修体制阐述局限性：轨道必须建于坚实、稳定、不变型或有限变型的基础上，一旦上部基础残余变型超出扣件调整范围或造成轨道结构裂损，修补和治理困难；早期投资相对较大；震动、噪声相对较大。与有碴轨道相比,无碴轨道优势显著,因而成为高速高铁（客运专线）轨道结构的发展方向。

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Ⅰ高速高铁养修体制阐述有碴轨道的维修道床修理工作量占到整个修理工作量的40%；而无碴轨道采用整体式轨下基础代替了松散道碴结构，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：轨道检测、钢轨打磨、过渡段处理及“扣件”或“填层”作业，因而修理工作量大大减小。由此可见，对于无碴轨道的修理养护其实不同于传统的养修模式和技巧，它必定给机务养护修理工作带来全新的挑战。三、无碴轨道养护修理带来的新挑战Ⅰ高速高铁养修体制阐述随着高铁动车速率的不断提升，往年的周期性修理方法已曝露出许多缺点:一方面是过度修理，使设备可用率增加，费用降低。因为设备可靠性水平的不断提升，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。因为对设备状态变化的规律不非常了解，拟定的检修周期时间过长，常常好多设备在试验、检修时是正常的，但在上次试验到来之前却发生了故障，导致很大损失。Ⅰ高速高铁养修体制阐述针对上述问题，客运专线无碴轨道必须结合其特性，根据防治性维灵力主、矫正性、状态维灵力辅的原则举办养护修理工作。高速高铁线路养护修理的主要是根据可靠性理论的“状态修”，即当预看到要发生故障的可能性较大时，才对设备进行检测维修。 #

Ⅰ高速高铁养修体制阐述图中虚线为状态修示意；实线为周期防治修示意。从图中可以看出，设备失礼转变点（周期防治修开始修理处）选择得好，则周期修可以延长设备使用时间（设备常年处于近似完美状态）；状态修与周期性防治修比较Ⅰ高速高铁养修体制阐述但若设备失礼转变点选择得不好，则周期修容易产生过修，频繁修。困难在于，设备失礼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。而综合检查提供了何时修理所必须的数据，通过综合检查可获得相对于某一个顿时设备状况的周期性或是连续性的数据，对照状态标准剖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仍未出现故障时，进行适当和必要的修理，做到既不失修也不短缺修，防止养护修理中的盲目性，使设备仍然处于可靠受控状态。Ⅰ高速高铁养修体制阐述因此，必须完善了一套科学的设备管理体系，以实现对设备的适时监控，及时把握设备动态变化情况，并作出客观科学的衡量，为下步的养护修理工作提供决策根据。（1）设备全方位测量采用综合检查车和车载、便携添乘仪、人工检查等，对线路设备进行定期检查，以获得线路设备技术状态信息、及时把握线路设备变化规律、查找设备虫害，为线路的“状态修”提供技术支持。

Ⅰ高速高铁养修体制剖析（2）精确定位检测运用轨道检测货车、利用CPⅢ网，施行三维精确检测，综合剖析、判定轨道几何误差的类型、程度和确切地点，为拟定养护方案提供详尽的数据支持。Ⅰ高速高铁养修体制阐述（3）现场作业评估对现场作业的全过程进行详尽书面记录，包括作业人员，使用机具、材料的种类和数目，轨道作业前后的几何状态，治理方案执行情况，作业时间、外部环境（气候）以及作业前的打算和作业后的收工情况等。通过这种数据记录和剖析，可以对这次作业的效率、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尽资料。Ⅰ高速高铁养修体制阐述（4）作业复核作业后现场借助大型检测工具复核，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高速高铁养修体制阐述Ⅱ高速高铁轨道状态剖析①轨道状态剖析流程Ⅱ高速高铁轨道状态剖析②轨道动态监测指标主要包括：动验车检查，车载晃车仪测量，便携添乘仪测量，人工觉得晃车。⑴动验车检查检查项目包含：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车载晃车仪主要测量垂加、水加超限。Ⅱ高速高铁轨道状态剖析⑶便携添乘仪主要测量垂加、水加超限。⑷人工觉得晃车在铁路高平顺性运行过程中，忽然的车体摇晃人工觉得是很显著的，因此人工觉得就能较为确切的初定晃车的大约地点，再结合静态检查，是才能确认晃车地点。Ⅱ高速高铁轨道状态剖析③轨道状态剖析标准针对目前轨道动态测量方面手段数据较多，依据测量数据的性质制订轨道状态剖析标准（分三级进行管理）：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（动验车一级超限）+5（动验车二级超限）+1(TQI值变化降低值小于1）；其中动验车超限不统计纵向加速度及五率Ⅱ高速高铁轨道状态剖析③轨道状态剖析标准Ⅰ级：定义：轨面状态良好或修理作业后应达到的质量标准，不须要进行评定；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、没有轨验车超限、TQI变化在0.4及以下；Ⅱ高速高铁轨道状态剖析③轨道状态剖析标准Ⅱ级定义：轨面有不平顺，要施行重点观测，剖析其发展变化情况，为作出修理计划提供根据；区段：轨道评价数值加权指标值（按每200米为一个单元）在5以下有重复或轨验车超限或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验车超限或TQI值无变化；Ⅱ高速高铁轨道状态剖析③轨道状态剖析标准Ⅲ级定义：为确保游客良好的乘车舒适度，安排月度计划修理；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验车超限或TQI值有变化；Ⅱ高速高铁轨道状态剖析③轨道状态剖析标准Ⅳ级定义：当轨道不平顺达到或超过该值时，有显著的晃车觉得或对列车及轨道的破坏形成影响，安排旬计划修理；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、有轨验车超限、有TQI值有变化”三项指标任意两项满足；Ⅱ高速高铁轨道状态剖析③轨道状态剖析标准Ⅴ级定义：当轨道不平顺达到或超过该值时，在安全管理上须要推行限速，但是在当日下午进行紧急处理。

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区段：晃车值在0.13g及以上；Ⅱ高速高铁轨道状态剖析④波形图剖析剖析数据Ⅱ高速高铁轨道状态剖析④波形图剖析垂加晃车波形图Ⅱ高速高铁轨道状态剖析④波形图剖析水加晃车波形图Ⅲ高速高铁重轨养护修理一、引言武广铁路营运前期晃车现象仍然影响着运行品质，在保证轨道线性几何规格、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诱因之一。为保证高速动车的运行平稳性，对武广铁路的轨面进行了调查，发觉重轨光带不居中、不连续、发散、宽度过大等已难以满足标准。在对重轨试打磨的基础上，规范现有大机打磨作业的标准化、程式化，实践证明疗效明显。本文从重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高速高铁重轨养护修理二、大机打磨作业前的打算工作大机打磨是提升轨面平顺性的有效手段，但轨道结构的稳定性是保证重轨打磨质量好坏的前提。在大机打磨作业前需做两方面的打算工作，一是确保轨道状态绝对稳定可靠；二是进行重轨平顺性调查。大机打磨前，对轨道进行精调精整，主要内容如下：轨道静态检查指标调查；轨道动态监测指标调查(动验车检查，车载晃车仪测量，便携添乘仪测量，人工觉得晃车)；安博格货车精准检测；借助试算软件进行试算调整；某些突变点现场再度复核；动道改造方案审批；Ⅲ高速高铁重轨养护修理动道改造；再度进行轨道动、静态检查复核。 #

假如数据对比结果良好，治理完成。若没有改变，重新进行复核或则综合考虑其他缘由。重轨平顺性调查是大机磨前最为关键的一步，决定着打磨方案的制订和影响打磨质量，具体内容如下：重轨基本参数调查，调查重轨生产厂家及重轨锁定轨温是否在设计锁定范围之内；重轨熔池平顺度调查，在分辨厂焊、现场焊、铝热焊前提下高速铁路综合维修技术，严格依照重轨熔池平顺度指标进行检查；轨面廓形调查。Ⅲ高速高铁重轨养护修理测试重点：轨顶面R300弧度是否细腻，R30、R18弧度是否为标准阔面；轨底坡检测；借助轨底坡检测仪器对轨底坡进行现场抽测，看和设计是否相符；轨面粗糙度检测；轨面光带人工简易调查，重点调查轨面光带位置、宽度、均匀性和突变点（熔池接头处否）、轨距角是否合适。Ⅲ高速高铁重轨养护修理三、打磨标准及初验标准经过打磨前的设备精调精整及重轨平顺性调查，选取打磨标准，综合拟定打磨方案。关于打磨标准，国外目前存在着两种观点，廓形为主和光带居中为主。经实践对比，火车运行情况剖析，觉得前者对控制行车平稳性更为有利，具体标准为：光带居中，长度在15~20mm。现场也有20~25mm厚度的光带，但其疗效和15~20mm基本相当。通过查阅相关文献资料、理论剖析并结合我国各高铁局的重轨打磨标准，建议采用光带长度为15~20mm。 #

Ⅲ高速高铁重轨养护修理在重轨打磨车打磨前应当用仿型重轨打磨机对熔池处先行处理。重轨打磨角度为15°~45°之间。轨距角的打磨根据重轨标准廓形进行。重轨各部位的定义如图1所示。Ⅲ高速高铁重轨养护修理打磨的作业次数为轨枕直股不多于13次，曲股不打磨，重轨打磨次数不多于3次。对于48头打磨车，第一遍打磨重轨外侧；第二遍也为外侧；第三遍为两侧，第四遍轨顶面打磨及抛光。如采用96头打磨车，两遍即可完成以上的作业。轨枕打磨区域为轨枕岔区及两端讯号机外各50米线路；轨枕打磨与线路打磨结合部重叠打磨10米。车钩尖至车钩与基本轨宽度100mm间部位的车钩和基本轨不打磨；距车钩趾和车钩跟熔池各1米范围内的车钩心部位不打磨。18号道岔曲股不打磨。轨头断面打磨范围：轨面＋8.5°~－57.5°范围。Ⅲ高速高铁重轨养护修理打磨标准为：粗糙度不小于10μm；磨面长度应达到以下要求：轨距角(＋15°~＋45°)长度大于或等于4mm；轨距角至轨面过渡区(＋6°~＋16°)大于或等于7mm；轨面(－20°~＋6°)大于或等于10mm。打磨后要求轨面应无连续发绿带初验标准及要求见表1Ⅲ高速高铁重轨养护修理重轨打磨后，用波磨尺检测其横向平顺度，矢度不得小于0.2mm，重轨横断面用“智能全断面重轨磨耗检测系统”检查重轨的轮廓，应与标准轨断面大致吻合。

直线地段和直径小于5000m曲线地段主要打磨重轨根部使重轨顶面产生1:20的坡度，改善车轮踏面和重轨接触关系，在重轨顶面中心处产生15~20mm宽的光带；曲线地段以去除波磨为主，降低重轨顶面打磨遍数，降低重轨外侧打磨遍数。借助1.5m平尺子每100米检测一处。Ⅲ高速高铁重轨养护修理重轨预打磨廓形及位置和深度要求运行CRH2列车组线路重轨预打磨廓形Ⅲ高速高铁重轨养护修理运行CRH2列车组线路重轨预打磨位置与深度(mm)横座标打磨深度横座标打磨深度横座标打磨深度-260.31-60.32140.53-240.30-40.33160.60-220.30-20.33180.65-200.3000.33200.70-180.3020.30220.75-160.3040.30240.77-140.3060.30260.86-120.3080.30281.00-100.30100.33301.07-80.30120.43Ⅲ高速高铁重轨养护修理重轨预打磨廓形及位置和深度要求运行CRH3列车组线路重轨预打磨廓形Ⅲ高速高铁重轨养护修理运行CRH3列车组线路重轨预打磨位置与深度(mm)Ⅲ高速高铁重轨养护修理重轨预打磨廓形及位置和深度要求运行CRH2和CRH3列车组线路重轨预打磨廓形Ⅲ高速高铁重轨养护修理运行CRH2和CRH3列车组线路重轨预打磨位置与深度(mm)Ⅲ高速高铁重轨养护修理车钩贴靠时不发生两点接触Ⅲ高速高铁重轨养护修理四、正式打磨及疗效剖析即将打磨前，需对重轨试打磨，试打磨具体内容如下：地点选定；现场督查；选取即将打磨方案。 #

根据以上标准我们完成了对武广铁路线路26.3km、道岔10组（4组国产、6组BWG）即将打磨工作，经过打磨前后对比剖析，结果显示：光带居中，长度在15~20mm范围之内，光带无突变点，轨距角圆顺，其他检测数据均在以上标准范围之内；轨验车动态监测数据表明，无不合格公里出现，波形显著平顺；人工觉得晃车情况现象显著减小。Ⅲ高速高铁重轨养护修理以乌龙泉南站8号轨枕为例进行剖析。重轨打磨前，借助便携添乘仪的测量数据如表2和表3所示，表中为两次打磨前超限较为显著的数据。五、实例剖析表22010年03月11日便携添乘仪测量数据（动道调整后）Ⅲ高速高铁重轨养护修理表32010年02月28日便携添乘仪测量数据Ⅲ高速高铁重轨养护修理借助法国产的安博格货车对下行乌龙泉东8号长枕埋入式轨枕(轨枕类型：VCR60-1100-)进行静态检查，测试结果为：竖曲线长波最大不平顺值达-2.3，+2.6mm。因此，对尖轨段线路的轨道几何形位进行调整，模拟调整量如表4所示。Ⅲ高速高铁重轨养护修理Ⅲ高速高铁重轨养护修理模拟调整前后线路方向波形图对比（蓝色线为调整前波形曲线，蓝色线为调整后波形曲线，竖线为线路中线）如图所示。 #

Ⅲ高速高铁重轨养护修理图2.模拟调整前后轨向波形对比图Ⅲ高速高铁重轨养护修理重轨打磨前轨道调整前后垂直加速度波形对比图如图3所示（轨道调整前：2010年01月28日动验车；轨道调整后：2010年03月11日动验车）。因为两次动验车未能完全对应，故两波形峰值前后相差不超过3米，但对剖析峰值、波形趋势不形成影响。Ⅲ高速高铁重轨养护修理Ⅲ高速高铁重轨养护修理重轨打磨前动道前后水加波形图如图4所示（轨道调整前：2010年01月28日动验车、轨道调整后：2010年03月11日动验车）。Ⅲ高速高铁重轨养护修理Ⅲ高速高铁重轨养护修理从以上垂直加速度和水平加速度的波形可知，轨道调整前后波形趋势一致高速铁路综合维修技术，这和实际是相符的；轨道调整以后比轨道调整前垂直加速度和水平加速度峰值略有增加（0.01g-0.02g左右），但疗效不显著，人工觉得仍有显著晃车现象。Ⅲ高速高铁重轨养护修理重轨打磨前综合检查剖析表明，轨道调整前后两次动验车数据、波形显示峰值略有变化，波形趋势一致。便携添乘仪数据超限，人工觉得晃车仍然存在。重轨打磨前后测量波形如图5所示。垂直加速度波形：钢轨打磨前为2010年01月28日动验车波形，重轨打磨后2010年03月28日动验车波形；水平加速度波形：重轨打磨前为2010年01月28日动验车波形，重轨打磨后2010年03月28日动验车波形。 #

从波形图可知，轨面打磨后，垂直加速度和水平加速度的波形显著变缓、平顺。Ⅲ高速高铁重轨养护修理Ⅲ高速高铁重轨养护修理六、结论与建议按照对测试结果的剖析讨论，觉得：（1）重轨打磨的建议标准为：光带居中,长度在15~20mm为宜,光带应无发散、突变现象；在重轨打磨车打磨前应当用大型重轨打磨车对熔池处先行处理。打磨角度应在15°~45°之间进行打磨；轨距角根据重轨标准廓形进行平顺性打磨；（2）当钢尺子中部对准熔池时，中部高两端低，取两端最大值的二分之一为检测值；当钢尺子中部对准熔池时，中部低两端高，将1.5米钢尺子从左侧各向外延后0.75米（钢尺子一半），倘若此时熔池接头仍低，有理由对熔池往两侧1.5米范围内高的地点进行打磨，进行平顺；Ⅲ高速高铁重轨养护修理从现场实际操作及参考其他高铁局的打磨经验，觉得使用1.5米长进口钢尺子要比1米柳钢尺子更好些；（3）建议方案：结合施密特厂家生产的电子平尺子进行综合剖析疗效更佳。主要彰显在该电子平尺子显示的是1米范围内平顺度波形，我们可以按照波形高低直接判定那里须要进行打磨，那里须要进行平顺；（4）建议打磨作业流程：根据设备精调精整→钢轨平顺性调查→试打磨→正式打磨→数据对比剖析→评估与建议六个方面有序举办打磨工作；（5）所有第一手材料要保留备案同时完善数据库，以便后期养护、建设单位参考、分析。Ⅳ无砟轨道养修理念构建以“高可靠性、高平顺性、高效知性”为核心，以可靠性为中心，状态修与防治修相结合，设备周期性检测为基础的高速高铁养护修理理念。⑴建全建立的规章制度⑵全方位的设备检测监控⑶科学的质量综合评价体系⑷合理的设备检修计划⑸标准化的现场作业⑹严格的检测、验收、考核制度感谢你们！