客運專線線橋設備維護之科技攻關的作用

周 莉 上海鐵路局合肥工務段

目前我國正處在客運專線大規模建設時期，合肥工務段作為中國特大型企業上海鐵路局的一個重要基層站段，2008年元月接管了中國國內首條客運專線--合寧客運專線；2008年11月，又接管了合武客運專線（安徽段）。合寧、合武兩條客運專線的設計時速都在200～250km/h。經過一年多的開通運營，合寧、合武客運專線在線路及相關設備的養護維修以及橋梁檢查等方面都遇到了一些難題，如18號高速道岔的養護維修、無砟軌道病害的整治以及無法進入橋梁進行設備檢查等等。由于客運專線所使用的部件的性能、技術水平、養護維修的標準等都高于普通線路，在國內又無經驗、資料可借鑒，以致于合寧、合武兩條客運專線的養護、維修都面臨著嚴峻的考驗。

1 客運專線的特點

1.1 客運專線與普通線路的區別

客運專線是以客運為主的快速鐵路。客運專線以高速和快速技術為支撐，列車運行速度實現了歷史性的跨越。目前在我國，鐵路等級除Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級外又增加了“客運專線”"等級，時速200～350km/h的鐵路統稱為客運專線，曲線半徑一般在2200m以上。客運專線和高速鐵路有砟軌道在結構上與普通鐵路有砟軌道相比沒有本質的區別，只是在部件性能、技術水平和養護維修等方面標準更高、要求更嚴。具體要求如下：

1.1.1 穩定的軌道結構

在高速客運專線條件下，軌道各部件的靜力強度已不是對軌道整體結構承載能力起控制作用的因素。客運專線和高速鐵路的軌道結構，必須保證最高程度的穩定。

1.1.2 平順的運行表面

是否能夠實現高平順性的標準是高速鐵路建設成敗的核心問題。軌面不平順將影響行車平穩和舒適，嚴重時會危及行車安全和造成輪軌部件損傷。設計、施工、監理、養修各個環節都應該十分重視高速鐵路的平順性問題。為保證運行表面的平順，客運專線和高速鐵路必須采用無縫線路。

1.1.3 良好的軌道彈性

軌道具有良好的彈性包括兩方面的涵義：

（1）為高速行車引起的振動起到“吸振”作用的足夠的彈性；

（2）沿軌道縱向彈性的均勻性。

有砟軌道的彈性主要由散粒道砟道床和軌下墊層提供；

無砟軌道的彈性主要由混凝土道床與軌道板之間的乳化瀝青水泥砂漿和軌下墊層提供。

1.1.4 可靠的軌道部件

客運專線和高速鐵路的軌道結構是極其重要的工程結構，要求其具有極高的安全可靠性，對軌道各部件也提出了極其嚴格的性能和質量要求。軌道結構在運行中除要確保軌道部件的可靠性外，各部件的良好整合也十分重要。1.1.5便利的養護維修

不同的軌道結構養護維修方式絕然不同，但從運營要求看，卻具有一定的共同要求。

(1)養護維修方便；

(2)“天窗”維修制度；

(3)軌面平順性；

(4)長、短波不平順。

1.2 合寧、合武客運專線的特殊性

合寧客運專線是我國首條開通運營的客運專線，合武客運專線的三座無砟軌道隧道也是我國無砟軌道的首次鋪設，因此兩條客運專線都具有很大的特殊性。兩條客運專線開通運營至今，通過觀察及日常的養護維修作業發現了一些不同于普通線路的問題，影響著客運專線的穩定性、安全性。

1.2.1 高速道岔存在的問題

我局內合寧、合武線共有正線高速道岔120組，均采用法國富順通-科吉富公司技術生產的P60kg18號高速道岔。合寧、合武客運專線列車在開行后，路局領導及相關部門在動態添乘檢查中，不斷發現道岔區機車搖晃，尤其轉轍部位搖晃情況較為明顯。動態添乘Ⅱ、Ⅲ級報警較多，人體感覺不良。

1.2.2 無砟軌道存在的問題

移民扶持資金的專項專用，是保證資金利用效率的基礎條件。一方面，相關部門領導要綜合考量移民工作實際，為移民管理機構有效地解決人員編制和工作經費不足的問題，保證移民機構工作的順利開展，有效規避移民扶持資金使用中可能出現的擠占和挪用問題。同時，基于移民機構與縣級財政部門溝通效率的重要作用，應建立起科學高效的信息交流機制，保證移民機構能夠將資金報賬資料及時有效地上報到縣級財政部門。另外，為保證移民扶持資金的專款專用，還要在資金管理中實施轉賬管理制度，保證資金管理的安全性與專屬性。

目前，國內近兩年才開始建設高速鐵路隧道內的無砟軌道，已經建成的合武鐵路因穿越大別山山脈而修建了多座無砟軌道結構的隧道。合肥工務段管內的高速鐵路隧道主要有3座，共計23.734km，其中最長的為金寨隧道，里程為 K600.938～K611.704，長 10.766km。合武線250km高速鐵路隧道內無砟軌道在我國還是首次鋪設，目前對掌握無砟軌道的幾何形位變化規律、隧道內底板不均勻沉降的整治及整體產床板與雙塊式軌枕處橫向慣裂紋的整治等都沒有成功的經驗、方法可借鑒。

1.2.3 橋梁檢查存在的問題

局內合寧、合武客運專線共有橋梁99座，合計長度53.93km，其中合寧線共有橋梁71座，合計長度22.693km；合武線共有橋梁28座，合計長度21.237km。橋梁人行道與梁體為一次性整體預制，無下橋檢查孔和下橋梯，而且，線路至橋梁兩橋臺均被柵欄網封閉，致使橋梁支座無法正常檢查。為了檢查支座，每次均用汽車拉3把爬梯到橋下，且水中墩無法檢查，加大了工作量。

2 運用科技手段，解決客運專線問題

針對合寧、合武客運專線出現的上述問題，段科技領導小組堅持走科技保暢通之路，迅速組織線路科、路橋科等主要業務部門主管及技術骨干分別成立相應課題攻關小組，對客運專線上18號道岔的養修技術標準、客專線上增設橋梁支座查檢設備及客專線隧道內無砟軌道病害的整治等進行課題攻關。與此同時，為了爭取到更廣泛、更有力的技術、資金支持，把客運專線上出現的這些新的問題更好地解決，積極向上海鐵路局申報了相應科研立項。其中“250km/h有砟軌道18號道岔養修技術與標準研究”被列為鐵道部立項項目；“200～250km/h客運專線高速隧道內無砟軌道養修技術研究”被列為路局立項項目。在路局技術中心、工務處的指導、幫助及我段課題組成員的共同努力下，上述項目進展順利，已初顯成效。

2.1 “250km/h 有砟軌道18 號道岔養修技術與標準研究”項目

經過一系列的分析、研究，該項目采用了以下科學、有效的措施：

2.1.1 大機搗固

道岔搗固車對狀態不良高速道岔按照抄平資料進行搗固和激光撥道，使水平和方向控制在2mm范圍內，做到道岔區段大平與大方向良好。

2.1.2 道岔打磨

(2)組織人工對道岔轉轍部位及直尖軌光帶線型不良、焊接接頭等處所進行人工打磨，以改善車輪輪對運行的輪廓線。

(3)工電聯整。對合寧、合武150組高速道岔進行工電聯合整治，并對道岔狀態不良、人體添乘搖晃的道岔，聯合電務再次進行工電聯整。

(4)弦線撥道、改道法。高速道岔講究的是精修細養，對道岔的軌道幾何狀態要求嚴格，利用40m弦線逐根測量出方向、高低，做到軌距控制在±1mm以內，軌距遞減率控制在0.3‰以內。

通過對合寧、合武客專線150組高速道岔的全面整治，利用線路檢查儀添乘動車組進行動態添乘檢查，儀器Ⅲ級報警處所明顯減少，人體搖晃感覺明顯改善，部動檢車、軌檢車偏差數據大幅度減少，高速道岔保持優良等級。道岔區段的線型得到了很好的保持，大大減少了線路工區的道岔養護工作量，節約了成本、減少了維修費用的投入，取得了良好的經濟效益。

2.2 “200～250km/h客運專線高速隧道內無砟軌道養修技術研究”項目

該項目專門針對無砟軌道病害整治及無砟軌道養修技術進行研究。根據無砟軌道本身的特點及其養修方法研究的難度，由合肥工務段、上海同濟大學及上海路局工務處聯合成立了項目研究小組。經過項目組成員的認真分析、研究，制定了系統的研究、實施方案。

2.2.1 研究無砟軌道幾何形位的變化規律的研究

(1)選擇2座隧道作為現場觀察試驗段，每段線路長度200m以上；

(2)人工測量軌距、水平、方向、高低，每個月測量一次，連續測量6個月；

(3)利用軌道幾何形位測量儀，每個月測量一次軌道幾何形位；

(4)利用軌檢車測量資料，分析軌道幾何形位變化，在課題研究期內，至少4次軌檢車測量資料；

(5)利用高精度水準儀測量大軌面，每個月一次，共測量6次；

(6)統計分析兩次測量之間的線路通過總重。

2.2.2 動車組添乘檢查

(1)現場調研，結合動車組添乘檢查，確定引起晃車的地點；

(2)地面檢查線路，確定晃車地點，檢查線路狀態。主要檢查內容有：軌道幾何狀態、鋼軌表面狀態、扣件扣壓力、道床板與基床密貼情況等。

2.2.3 研究軌溫變化對無砟軌道的影響

測量軌溫和軌道幾何形位，分析兩者之間的關系。

2.2.4 無砟軌道的病害的整治方法的初步探討

根據無砟軌道的幾何形位變化規律和鋼軌、扣件等軌道部件的傷損，提出相應的無砟軌道病害整治措施，初步確定無砟軌道的檢查周期與養護周期。

2.2.5 無砟軌道養護方式初步探討

研究在無砟軌道檢查、養護的天窗類型，天窗時間，機具配置，勞力組織等，初步最終形成無砟軌道的養修模式。

2009年6 月以來，通過對代表性區段線路的調查、數據收集及分析，已確定了晃車的準確地點，初步確定無砟軌道的檢查與養護周期，進而形成隧道內無砟軌道養修辦法，為制定相應的修程修制提供了依據。通過彎軌、打磨及改道處理等，無砟軌道的病害也得到了相應的治理。

2.3 橋梁支座檢查方案

合寧線200～250km/h線路（全封閉線路）共有橋梁52座。其橋梁兩側均為鋼筋混凝土整體式遮板，人行道與梁體為一次性整體預制，沒有下橋檢查孔和梯，致使橋梁支座無法檢查。為了解決橋梁支座檢查和定期保養問題，我段與鐵四設計院的技術人員一起對200～250km/h客專線橋梁進行了分類統計和數據分析，根據現場情況對不同的橋梁進行了不同設計，通過增設橋梁設備及在橋梁墩上方遮板上開0.6×0.8(m)孔的辦法，解決了該難題。該項目目前正在申請路局科研示范性推廣項目，以便在客運專線上推廣應用。

3 結束語

我國目前正在建設的以客運專線為主的一系列的高速鐵路，是在普通線路原理的基礎上，運用科學的方法設計、研制、建設出來的高科技含量、高技術水平的新型鐵路，對于其開通運營后出現的新問題，只有運用科技的力量、科學的方法去觀察、試驗、分析，制定方案，才能科學、有效地加以解決。實現科學建設、科學養護。合寧、合武客運專線養護維修模式探索的成功，不僅是合寧、合武客運專線的運行安全的“護身符”，對其它已修建及待修建的客運專線將來正確養護維修也起著科學的指導和借鑒作用。