高速铁路无缝线路养护与维_高速铁路无缝线路

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高速铁路无缝线路养护与维修

汤平

上海铁路局杭州工务段

摘要: 文章从跨区间无缝线路养护维修、无缝道岔养护维修、故障处理、技术管理、技术培训、常备器具、材料几方面对跨区间无缝线路的养护与维修工作进行了论述, 明确了维修工作的重点和方法。

关键词: 高速铁路;无缝线路;养护;维修无缝线路的概述及其发展

无缝线路是由许多根标准长度的钢轨焊接成为一定长度的长钢轨线路。与普通线路相比，无缝线路在相当长的一段线路上消灭了钢轨接头，因而具有行车平稳、旅客舒适、节省接头材料、降低维修费用、延长线路设备和机车车辆使用寿命等优点，是铁路轨道的发展方向。正是由于无缝线路的优越性，自20世纪以来，各国铁路竞相发展无缝线路，特别是高速铁路，不仅要求必须采用无缝线路，而且必须在新建路基、桥隧工程完工后直接铺设无缝线路。（俗称一次性无缝线路）。无缝线路铺设、养修中存在的技术问题

无缝线路在我国铺设已有几十年的历史，我们国家对无缝线路的发展也有很深的了解与研究。尽管如 此，但还是存在以下问题。

Ⅰ记忆性病害：由于以往的无缝线路都不是一次性铺设的，都是以短轨过渡的，因此在日后的养护、维修中总存在记忆性病害。

Ⅱ 道岔群设计：跨区间无缝线路其区间钢轨与道岔是焊接在一起的。因此, 温度力不仅在直股产生, 而且在侧股同样可以产生。这样, 直股和侧股之间的温度力就会产生相互作用。如果是在站场内的道岔群, 由于道岔侧股对直股的作用会反复叠加, 因此, 造成道岔区范围内钢轨受力相当复杂, 尤其是大号码道岔。

Ⅲ 小阻力扣件：桥上无缝线路由于其本身的结构特点, 会产生纵向水平附加力, 如伸缩力和挠曲力。也有由于荷载本身作用产生的纵向水平力, 如制动力或牵引力。这些力通过扣件、桥面系传至桥梁

下部结构, 给桥梁墩台顶施加一个纵向水平力。荷载和附加力经组合后, 使墩台受力加大, 给桥梁墩台的设计工作带来困难。

Ⅳ 施工方法和施工工艺：新线跨区间无缝线路的施工要求先进、高效的施工装备和施工技术。要建成这种现代化轨道, 传统的施工方法也显然已经不能适应。使用什么样的施工设备,采用什么样的施工方法也是非常关键的技术问题。高速铁路的养护维修办法

3.1区间线路养护维修作业

3.1.1养护维修工作重点：

Ⅰ严格控制锁定轨温变化：进行无缝线路养护维修作业，必须测量和掌握轨温，观测钢轨位移，按实际锁定轨温安排作业，并严格遵守“无缝线路维修作业轨温条件”，及“两清、三测、四不超”制度。定期做好无缝线路锁定工作，保持无缝线路经常处于稳定状态。

Ⅱ强化轨道整体结构：在养护维修作业中，对有碴轨道：要做好补充均匀石碴、堆高碴肩、夯拍道床等工作，对无碴轨道：要做好整修扣件、复紧螺栓等提高线路阻力的作业，以及进行必要的设备加强工作，强化轨道整体结构，提高轨道抗变形的能力。

Ⅲ保持轨道的高平顺性：在养护维修工作中，要坚持设备检查制度，根据实际状态安排作业计划，要 1 注重整治道床板结、轨枕空吊板、轨向不良及几何尺寸超限等方面的作业，并有计划的安排钢轨打磨、焊补及整治死弯等修理作业，努力提高轨道的高平顺性。

Ⅳ为了消灭由于无缝线路铺设原因存在的记忆性病害，减少无缝线路的养修工作量，高速铁路都要求一次性铺设无缝线路。铺设无缝线路，在历史上曾认为只有既有线才能铺设，即认为既有线的土质路基经运营荷载和自然环境的作用，逐渐沉降和密实，才能铺设无缝线路。这一观点一直延续到高速铁路大发展的时代才被突破。从日本«土构造物及其标准»一书可以看出以下几个要点：铺设无缝线路必须强化轨道基础；路基应构筑成稳固的结构；路基设计标准应大大高于既有线标准。为此，在高速铁路设计规定中确定了以下三项指标：

ⅰ路基工后沉降量≤5cm。

ⅱ工后沉降速率≤2cm/年。因为沉降速率过快，即在短时间内沉降过大，会影响轨道结构的稳定和行车安全。另外，沉降速率过快还会对整体道床和接触网的工作状态造成直接的影响。

ⅲ路桥过渡段沉降≤3cm。路桥、路隧、路涵过渡段处于不同的结构物之间，沉降量存在差异，如果不能实现沉降量的严格控制，势必造成轨道不平顺，导致轮轨动力作用加剧，影响列车高速、安全、舒适运行和轨道结构的稳定，因此对这些过渡段的工后沉降量的控制比一般地段更为严格。

Ⅴ桥上无缝线路由于其本身的结构特点, 会产生纵向水平附加力, 如伸缩力和挠曲力。也有由于荷载本身作用产生的纵向水平力, 如制动力或牵引力。这些力通过扣件、桥面系传至桥梁下部结构, 给桥梁墩台顶施加一个纵向水平力。荷载和附加力经组合后, 使墩台受力加大, 给桥梁墩台的设计工作带来困难，也给日后的养修工作增加了难度。而采用小阻力扣件就可以解决以上的问题。使用小阻力扣件由于降低了传递到下部结构的纵向水平力, 于是, 使桥梁墩台的设计工作非常方便, 也增加了其安全可靠度。

Ⅵ高速铁路无缝线路养修要求极高，而线路养修工作量的多少受无缝线路铺设等前期工作的影响很大，因此无缝线路铺设需要满足以下几个方面的要求：

ⅰ先进的施工方法

在一次铺设跨区间无缝线路施工所采用的技术方法中, 300 m 长轨焊接技术, 采用工地接触焊轨生产线, 首次将满足时速200 kmöh 的国产攀钢、鞍钢PD3改进型25 m 标准轨焊接成300 m 长轨;单枕法铺设300 m 长轨技术, 采用运轨运枕双层列车将长轨及轨枕运往铺轨工地, 由TCM 60 新型铺轨机进行连续单枕长轨铺设, 将轨道框架直接在路基上形成;采用国内最先进的大型养路机械MDZ 车组, 使新线铁路建设开通时速一次实现设计时速160 km 以上;跨区间焊 轨技术, 使整个站段形成一根长轨的无缝线路。以上这些方法在一次铺设跨区间无缝线路施工中的成功运用, 填补了一项国内空白, 达到了国内领先、国际先进的水平。

ⅱ先进的机械设备

先进的施工方法及高标准要求, 使一次铺设跨区间无缝线路施工具有较高的机械化程度。300 m 接触焊轨生产线, 双层运轨运枕车, 长轨单枕铺轨机, 进行机械化整道的MDZ 车组, 磨轨车, 轨检车以及各种检测设备, 都处于国内外先进水平。先进的施工设备, 保证了无缝线路一次铺设高效率、高质量的要求。

ⅲ高标准要求及严格的检验手段

为保证无缝线路在交付之前一次达到设计要求,对各阶段的施工质量均要进行严格的控制, 通过质量控制与检验手段达到规定要求。基地长轨焊接要达到工厂化标准, 焊接时要进行钢轨母材检验, 焊头试生产, 工艺参数调整, 周期性检验, 接头型式检验, 焊头超声波探伤检查, 最终接头轨顶及内侧几何偏差应控制在0～ + 0.3 mm 之间;底层道碴摊铺要进行几何尺寸、平整度、密实度的检查;铺轨涉及轨料的进场检验,安装及铺设检验;上碴整道要进行道碴检验, 道床经铺设、起道、捣固、稳定后, 道床的刚度及纵横向阻力要达到规定的要求;工地铝热焊接要达到设计要示;放散锁定要求根据观测桩进行位移均匀性检验;道岔铺设中涉及的道床摊铺、铺设、精调、焊接、锁定等各方面应全面进行检查。

3.1.2养护维修作业标准：

Ⅰ认真执行部颁《铁路线路维修规则》和各级下达的有关无缝线路养护维修的规定。

Ⅱ无缝线路应经常保持稳定状态。在每次线路检查后，应认真对照相关无缝线路要求进行整改，使之 2 达到无缝线路的相关要求。

Ⅲ各种单项作业，应执行单项作业标准。根据高速铁路跨区间无缝线路及轨道结构的变化，及时对单项作业标准进行审核、修定、补充，印发工区执行。3.1.3作业方法及要求：

Ⅰ高速铁路跨区间无缝线路养护维修作业方法，应执行《维规》有关规定。

Ⅱ线路维修管理组织实行养修分开，正线无缝线路的起道、拨道、捣固、动力稳定及配碴整形等综合维修作业由大机段承担；综合维修的其他项目及经常保养和临时补修作业由工务段负责。根据上级安排，由工务段编制下达全年生产计划。

Ⅲ各车间、工区要根据季度特点、锁定轨温及线路状态，合理安排月、日养护维修计划，对单元轨节最终焊接处前后150m线路安排作业计划时，必须注意该地段实际锁定轨温的不同。

Ⅳ无缝线路日常养护维修和临时补修中的起道作业，可根据道床状态和起道量，采取“捣垫结合”的方法。

Ⅴ无缝线路养护维修中的拨道作业必须严格掌握作业轨温条件，拨道时可局部刨松枕头道床，禁止连续扒开枕头道床。拨道后应做好枕头道床夯实工作。

Ⅵ改道作业应采用调换不同号码轨距挡板、挡板座、轨距块的方法进行。改道作业时轨距变化率不得大于1/1500。

Ⅶ混凝土轨枕扣件涂油作业应安排在春季、秋季进行；采用流水作业方法，达到“全、正、靠、润、紧”的标准，作业时应同时改正小方向及不良轨距，并认真做好当日及次日检查、复紧工作。

Ⅷ成段清筛道床作业应安排在3—5月、9—11月份，并在锁定轨温范围内进行，采取逐孔倒筛的方法，并做好回填夯实工作。在同一地段不能同时安排成段清筛道床及成段扣件涂油作业，其间隔时间不能少于15天。

Ⅸ加强胶接绝缘接头的日常养护、维修和检查，要注意胶接绝缘接头两端线路的捣固、垫实，消灭空吊板，保持胶接绝缘接头前后线路状态良好；及时打磨轨端肥边。

Ⅹ加强钢轨修理工作。要根据调查的钢轨病害，及时安排钢轨打磨、焊补工作。

Ⅺ探伤检查发现钢轨或焊缝重伤时，应不待钢轨或焊缝断裂，即切除重伤部位，切除长度不超过50—60mm，可用钢轨拉伸器张拉钢轨，原位重焊，当发生钢轨或焊缝折断，被切除断口裂损部位长度小于50—60mm时，也可原位重焊。有关原位重焊的施工方法及技术要求按维规要求办理。

Ⅻ关于桥上无缝线路养护维修工作，应认真执行《维规》相关规定。

3.2无缝道岔养护维修

3.2.1无缝道岔养护维修工作重点：

Ⅰ控制锁定轨温变化：每一个岔区为一个单元轨节，应加强岔区的锁定工作，保持锁定轨温变化不超过±5℃。

Ⅱ防止道岔纵爬横移：要经常保持道床断面，切实做好扣件养护，及时消除道床翻浆、排水不良、几何尺寸超限等病害，提高线路阻力，达到下部稳、上部准、纵不爬、横不移。

Ⅲ保持道岔整体结构性能：要加强检查、养护工作，保证各部配件齐全、有效，经常处于正常工作状态。

Ⅳ跨区间无缝线路其区间钢轨与道岔是焊接在一起的。因此, 温度力不仅在直股产生, 而且在侧股同样可以产生。这样, 直股和侧股之间的温度力就会产生相互作用。如果是在站场内的道岔群, 由于道岔侧股对直股的作用会反复叠加, 因此, 造成道岔区范围内钢轨受力相当复杂, 尤其是大号码道岔。这无疑对钢轨、转辙器、叉心等如何保证强度和稳定性提出了相当高的要求。要解决这些问题, 必须建立合理的力学模型, 计算其受力, 配合必要的试验, 得出道岔区的受力分布情况。经分析研究, 推导出力的计算方法。有了计算方法, 便于设计中进行检算。因为在道岔区温度力、侧股温度附加力, 还有荷载经组合后, 钢轨的受力相当大。因此, 要特别对道岔区的强度和稳定性进行检算。通过研究, 可以提出合理的设计参数。如道岔间的最小夹直线长度、直向和侧向容许过岔速度等, 同时, 可以为道岔的设计提供依据, 对施工提 3 出要求。为日后的养护提供方便。3.2.2无缝道岔养护维修标准：

Ⅰ认真执行《维规》中有关道岔维修、保养标准及结构和养护标准。Ⅱ钢轨及轨枕联结零件齐全、有效。Ⅲ控制道岔纵、横向位移。3.2.3无缝道岔养护维修要求：

Ⅰ在执行现行道岔养护维修作业方法的同时，要参照无缝线路养护维修的方法安排作业，执行“两清、三测、四不超”等有关制度，严禁违章蛮干。

Ⅱ无缝道岔区的各项维修作业，按实际锁定轨温±10℃范围内进行。

Ⅲ无缝道岔综合维修1-2年安排1次，每年根据设备状态调查，由工务段下达生产计划，领工区、工区安排月、日计划时，要根据锁定轨温和季节特点进行安排，岔区单元轨节养护维修要按“实际锁定轨温”掌握。

Ⅳ有计划的安排扣件及各种联结零件的养护工作，要求每月至少检查、整修1次，做好涂油、复紧工作，有损坏、丢失的要及时更换、补充。

Ⅴ要及时消灭几何尺寸超限，尤其要注重整治方向不良和消灭空吊板。

Ⅵ要根据调查，有计划的安排钢轨、尖轨、辙叉的打磨、焊补及整治死弯轨工作，提高轨道平顺性，延长设备使用寿命。

Ⅶ要按照冻结接头的制作和养护方法要求，做好冻结接头的检查养护工作，保持冻结接头处于正常工作状态。

Ⅷ在高温季节作业时，要注意道岔方向变化，若发现方向不良时，必须分析原因，及时处理。故障处理

4.1 路胀轨跑道的防治及处理：

认真执行《铁路线路修理规则》及《铁路工务安全规则》中有关胀轨跑道的处理方法及防护办法,做到正确判断、适时防护, 确保行车安全。凡发生胀轨预兆或胀轨跑道的地段, 均应组织技术人员进行全面调查分析, 查明原因, 详实登记表、卡, 并做好善后处理工作, 恢复原无缝线路状态, 核实锁定轨温, 以及制定防范技术措施。进行紧急和临时处理时, 应测量断缝宽度, 并在断缝两侧各3.5m处的轨头非工作边上冲打标记。进行永久处理时, 要丈量两个标记间的距离, 经计算与原锁定轨温相比不大于±3℃时, 可直接焊复, 按原锁定轨温掌握;否则, 应放散应力后再行焊复。每次断轨处理后, 均应详实登记有关表、卡, 以及制定防范措施。

4.2 无缝道岔的故障处理：

无缝道岔中尖轨、辙叉及钢轨发生重伤或磨耗需要更换时, 应直接进行永久处理;当尖轨、钢轨损坏时, 可临时更换普通尖轨、钢轨, 采用夹板联结、冻结接头;当可动心轨辙叉损坏时, 在岔枕上更换一组特制垫板, 换入一根短轨(长度13.26m), 两端用夹板联结、冻结接头, 开通直股, 限速25km/h。在以上采取临时措施后, 应尽快安排进行永久处理;当焊缝发生重伤时, 可先用夹板加固、而后进行永久处理;当焊缝发生折断时, 可先锯切掉焊筋或折断部分, 插入长度4.8m 的短轨, 用普通夹板或插入短轨头用长孔夹板联结, 并根据现场情况决定开通时是否限速。

4.3 胶接绝缘接头的故障处理：

当胶接绝缘接头拉开离缝时, 应立即拧紧胶接绝缘接头两侧各50m 线路的扣件, 并尽快安排临时处理或直接进行永久处理;当工、电双方共同确认胶接绝缘接头失效时, 可先插入一根备用的胶接绝缘钢轨(线路上使用长度为3.25m+3.75m,两组道岔间使用长度为3.00m+1.8m)进行临时处理;无备用胶接绝缘钢轨时, 也可换入两根不短于6m 的钢轨, 安装普通绝缘材料, 用夹板联结进行临时处理;经临时处理之后, 应尽快用长一级的胶接绝缘钢轨进行永久处理。技术管理应认真执行《铁路线路修理规则》的有关规定。工务段应有完整的无缝线路铺设资料、无缝线路及无缝道岔技术卡片, 胀轨、断轨、爬行观测及应力放散等原始记录。技术卡片每年登记、复制、印发一次, 正确反映无缝线路的实际状况;领工区、工区应有无缝线路、无缝道岔技术卡片及爬行观测记录;根据钢轨爬行及轨长标定观测分析, 每半年核定一次实际锁定轨温, 并通知领工区、工区, 工区应将实际锁定轨温标注(或挂牌)在线路设备图板上。技术培训工作

在跨区间无缝线路铺设之前及每年入夏、入冬之前, 应有计划地

举办专题学习班, 培训车间主任、工长、生产骨干及机关生产技术人员,并通过定期考试、知识竞赛等形式, 不断提高技术业务和生产管理水平;各车间、工区要把学习无缝线路基本知识、养护标准和方法, 作为业务学习的主要内容, 并通过安全、质量分析会及每天布置工作时,结合实际分析无缝线路技术状态及其发展变化, 并努力提高无缝养护维修作业中的技术含量。常备器具、材料

按《铁路线路修理规则》的规定“无缝线路常备材料、工具数量标准”和防胀备品规定, 备齐各种备用器具、材料, 并经检查核实, 专项保管;跨区间及区间无缝线路区段增加以下备用材料: 临时处理胶接轨:长度3.25m+3.75m(两端带螺栓孔), 每个车间备用1 根;临时处理胶接轨: 长度3.0m+1.8m(两端无孔), 每个有无缝道岔的工区备用1根;永久处理胶接轨: 长度3.8m+4.4m(两端无孔), 每个车间备用2根;可动心轨提速道岔的尖轨、基本轨、辙叉、岔枕的备用材料另行安排。各种备用器具、材料, 要定置管理, 不得乱拉乱用, 每年入夏、入冬前分别进行两次检查, 发现缺少、失效应及时补充、修理或更新, 确保故障处理的正常使用。

参考文献

1、卢祖文。客运专线铁路轨道。北京：中国铁道出版社，2005.12、李成辉。轨道。成都：西南交通大学出版社，2005.4 5