铁路轨道平顺性的维修管理

摘要：铁路轨道的平顺性直接影响着列车的安全和平稳, 而作为铁路行车基础的轨道结构的维修管理水平起关键性作用。本文在分析轨道结构平顺性的基础上, 对铁路轨道的科学、经济的维修管理进行探讨。

关键词：轨道， 平顺性， 维修管理

中图分类号：P135 文献标识码：A

前言：

轨道的平顺性问题是铁路线路方面的关键问题,在轮轨粘着、机车车辆等牵引条件满足的情况下, 轨道的平顺状态是制约列车速度提高的主要因素。如果轨道的平顺状态满足要求, 列车的振动和轮轨间的附加动荷载都会在允许范围之内, 行车安全和平稳舒适度就能得到保证, 轨道和机车车辆部件的寿命和维修周期也会延长。

铁路轨道平顺性维修管理的现代化特征

为保障铁路行车的平稳、安全和舒适, 必须严格控制轨道的平顺性。铁路轨道的平顺性主要体现在以下几个方面: 钢轨的原始平直度公差小; 焊缝的几何尺寸公差要小; 道岔区不能有接头轨缝、有害空间等不平顺; 高低、轨向、水平、扭曲和轨距偏差等局部孤立存在的不平顺幅值要小; 敏感波长和周期性不平顺的幅值要小; 轨道不平顺各种波长的功率谱密度值都要小。

就轮轨系统而言, 由于列车和轨道的相互作用, 势必会引起轨道几何形位的不断变化。这种变化即轨道几何不平顺, 反过来又会影响列车快速行驶的舒适性和安全性。如果舒适性和安全性问题得不到保障, 那么,铁路也就失去了它存在的价值。由此可见, 提供走行速度快、安全可靠度高及乘坐舒适性良好的轨道, 无疑是轨道管理的基本目标。其中, 安全性和舒适性又是实现高速运行的两大支柱。

高平顺性的轨道是依托在高平顺性的线路空间曲线、路基、桥梁等基础之上的。为使铁路轨道能经常保持其良好的技术状态和质量均衡, 实现铁路轨道平顺性管理的现代化和科学化, 必须充分把握轨道平顺性的特性, 弄清轨道不平顺整修限度与列车摇动、安全性和经济性的关系, 并依此制订出相应于不同目的的目标值。必须对轨道状态进行适时的定期的系统检查, 及时准确地发现轨道病害处所, 以便合理地制订出保养计划和养路作业。此外, 还应采用最新科技成就开发研究轨道检测装置和数据处理系统, 以及为此应建立一整套能有机处理这些业务的方式、组织和设备等科学管理体系。所有这些都是铁路轨道维修管理的重要内容及其现代化特征。

铁路平顺性维修管理标准

铁路轨道维修管理是以轨道状态的检测和轨道平顺性对高速列车和轨道的动力影响为基础而展开的。轨道状态的检测通过先进的轨道检查车、钢轨探伤车和其他检测设备及铁路工务人员目测巡视来完成。经过检测, 要对轨道状态做出科学评定。根据检测数据和评定结果, 将轨道状态的各种参数进行分级管理, 并做出相应的维修计划。对于严重影响行车安全与平稳的局部轨道不平顺和轨道病害必须采取紧急修补措施和列车限速。

法国铁路对轨道的维修管理按轨道状态的平顺状态分为四级: 目标值、警告值、干预值、限速值。其中, 干预值是指达到或超过该值的地点或区段实施必要的维修作业, 一般在15 d 之内予以实施, 并使其达到目标值。

京沪高速铁路规定: 轨道应具有可靠的稳定性和高平顺性, 以确保行车安全并有良好的旅客乘坐舒适度。正线轨道平顺度按有碴轨道和无碴轨道分别制订铺设精度标准, 并规定管理波长为10 m。高平顺性是设计、建设铁路的控制性条件, 也是高速铁路有别于中、低速铁路的最主要特点, 必须从线形、路基、道床、钢轨、桥梁等各方面采取保证措施, 才能达到高平顺性的要求。为此, 国内外都对高速铁路轨道的铺设精度提出了较高的要求, 部分国家铁路时速200 km 区段和京沪高速铁路轨道铺设精度标准。

铁路线路的综合维修作业

要消除线路不平顺, 就要对线路设备进行维修作业。铁路的综合维修是状态维修, 世界各国高速铁路设备维修作业均采用在运行图中预留“ 天窗”的办法。有关研究表明, 由于线路维修的工作量大、项目多、维修设备多, 一般至少要求天窗连续时间在3~5 h, 才能保证大型综合维修机械的作业时间和作业效率。电气化和信号设备的日常维修时间只须2 h 左右, 且可控制在线路维修作业时间内, 通过协调配合,与之平行作业。可见, 综合维修“天窗” 时间受限于线路维修时间。为此, 科学合理的设计铁路的综合维修“天窗”, 协调组织各专业的维修作业, 对发挥铁路的效益至关重要。

一线维修、临线行车对行车和维修都存在一些相互干扰及不安全因素。如德国高速铁路线间距417cm, 在综合维修时, 不允许有160 km/ h 的快速货物列车在临线运行以保证维修作业的绝对安全。京沪高速铁路线间距为510 cm, 作业人员距相邻线路中心线距离为312c m 以上( 在大型机械上, 相当于碴肩以内) ,> 215c m危险范围( 140 km/ h < V

需进一步研究的技术问题

1. 客货混运提速线路轨道不平顺管理标准的研究

目前, 国内客车200 km/ h 的轨道不平顺管理值只在秦沈客运专线和广深线上作过一些研究; 但是, 秦沈客运专线仅针对单一客车运行的情况, 广深线客车运行速度达到200 km/ h 也仅仅在局部地段能实现,而且, 两者的轨道不平顺管理值均是建议值, 还有进一步完善的可能。另外, 由于货车轴重大, 随着速度的提高, 货车产生的动荷增量就会大幅度地增加, 对轨道的冲击和破坏作用就会加大, 维持平顺轨道状态的时间就会缩短, 对轨道进行维修的费用也会增加, 但这些都是定性的考虑, 其内在的关系尚不清楚。因此, 货车速度提高到120 km/ h 对轨道状态在哪些方面有影响、影响程度如何、采取何种对策等均应进行深入的试验、理论研究, 其内容应包括动静态作业验收、日常保养、舒适度、紧急补修、限速等管理标准。

2. 货车车轮不平顺对轨道状态影响的研究，货车车轮在圆周方向有不平顺( 如擦伤、扁疤等)的现象在较大范围内存在, 而且, 这些不平顺的波长都很短。随着货车速度的提高, 货车车轮上的不平顺就会对轨道产生很大的冲击力, 将减少钢轨的使用寿命,加快轨道状态恶化的速度, 增加养护维修的成本。因此, 应研究货车车轮不平顺对轨道状态的影响规律和控制车轮不平顺幅值, 并制定管理规范。

结束语

轨道平顺性的维修养护质量的优劣是优化轮轨效应的关键, 也是确保行车安全和旅客舒适度的重要因素之一。因此, 高标准设计、高标准施工和高质量的维修管理是高速铁路的重要技术特点。在高速铁路轨道维修管理方面可借鉴国外经验, 探讨适合我国国情的轨道维修管理模式, 使综合维修计划和行车组织之间有机协调, 以确保高速铁路安全、快速、舒适、方便、高效的服务质量。

参考文献：

[ 1] 孙国瑛, 沈善良( 主编) . 铁路工务[M] . 成都: 西南交通大学出版社, 1998.

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[3]赵作林.铁路既有线路基病害整治的探讨[J].铁道标准设计，2008，