動態質量分析在青榮城際運營初期線路維修工作中的應用

張忠浩

摘 要：有砟軌道由于鋪設簡便、造價低廉、易于維修，在高速鐵路中廣泛應用。有砟軌道在列車和環境荷載作用下，散體道床的劣化導致軌道幾何難于保持，形成軌道不平順，研究軌道質量狀態的發展規律對指導線路維修具有重要意義。

關鍵詞：有砟軌道；軌道質量狀態；線路維修工作

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.080

0 引言

本文通過研究青榮城際鐵路開通兩年來的動態質量變化情況，從而探索其運營初期的軌道質量狀態變化規律，進而對今后的線路維修工作提出合理建議。

1 線路概況

青榮城際鐵路縱貫山東半島，連通青島、煙臺、威海等地市及港口，2014年12月28日開通了濟南、煙臺、威海、榮成方向，青島方向暫未開通。青榮城際鐵路正線線路長度277公里，以有砟軌道為主，一次鋪設跨區間無縫線路，設計行車速度為250km/h，最小曲線半徑一般為 4000m。全線共設橋梁166座，橋長合計153公里，占線路全長的55%。

2 研究方法

自2015年1月開始，綜合檢測列車每月對青榮城際的軌道質量狀態進行動態檢測，累計檢測線路47次，剔除雨水干擾及檢測設備，有效檢測次數39次，動態檢測數據包含了軌道動態質量狀態的各項參數，通過分析可以實現軌道質量狀態的整體評價、發展趨勢預測以及預警等功能。本文主要通過對某段線路開通以來所有檢測數據的各單項TQI指數和 TQI 均值情況進行分析和評價，研究其維修周期內軌道質量狀態的發展規律，從而探索青榮城際有砟軌道運營初期軌道質量狀態的一般發展規律。

3 數據分析

3.1 選取研究對象

選取2015年1月至2016年11月期間綜合檢測列車對青榮城際上下行K40+000-K44+000的動檢數據進行分析。該段有砟軌道全部位于特大橋上，人工作業不便，期間經歷過一次線路大機維修，用來研究其維修周期內的軌道質量狀態非常具有代表性。

3.2 TQI在軌道運營過程中的發展趨勢

TQI是反映區段軌道質量的重要指標，將該區段（8KM）線路的有效檢測數據，按月取兩次檢測的TQI平均值，從而探尋軌道狀態的發展規律。如圖1所示，通過折線圖可以很直觀的看出2015年1月-2016年11月TQI均值一直是呈線性增長的，增長率平均為0.0829 /月，軌道質量持續下滑。轉折點出現在2015年12月，由于該段線路在月初時經過一次線路大機維修，當月TQI均值陡然下降，改善量為1.59，軌道質量顯著提升。此后TQI均值再次呈線性增長，增長率平均為0.1000 /月，軌道質量狀態再次持續劣化。分析可知，由于有砟軌道在列車重復荷載的作用下，軌道質量狀態隨著時間的發展而逐漸劣化，當軌道狀態劣化到一定程度時，通過工務部門的綜合維修，此時軌道狀態又會恢復到一個新的水平，周而復始。

3.3 各單項TQI指數在軌道運營過程中的發展趨勢

按月統計該區段高低、 軌向、 軌距、 水平和三角坑五個單項的TQI指數來研究其對軌道整體質量狀態的影響及各自的發展規律。

通過圖2可以看出，高低TQI指數與整體的TQI均值變化趨勢非常相似，2015年1月-2015年11月TQI均值一直是呈線性增長的，增長率平均為 0.0631/月，大機維修后高低TQI指數減低了1.09，此后TQI指數再次持續增長，增長率平均為 0.0592/月；軌向TQI指數隨時間的變化較緩慢，大機維修前，增長率為0.0139/月，大機維修后，軌向TQI指數降低了0.01，大機維修效果不明顯，此后的增長率為0.0125/月。通過圖3可以看出，軌距TQI指數一直保持在0.4左右，且與是否經歷線路大機維修沒有直接聯系；水平TQI指數在大機維修前緩慢增長，增長率為0.0052/月，后3個月TQI指數穩定在0.55左右，大機維修后TQI指數降低了0.2，有所改善，此后增長率為0.013，最后4個月TQI指數穩定在0.50左右。三角坑TQI指數的發展趨勢與水平基本一致，不再贅述。分析可知，青榮城際開通初期的11個月間，橋上有砟軌道質量狀態隨時間持續劣化，高低是其首要影響因素，其次是軌向，再次是水平，如圖4所示。大機維修后的11個月間，軌道質量狀態劣化速率加快，高低是其首要影響因素，其次是三角坑，再次是水平，如圖5所示。大機維修能顯著改善軌道的質量狀態，提升最大的單項是高低，其次是水平，再次是三角坑，如圖6所示。大機維修8個月后，軌向、水平、三角坑變化緩慢，TQI指數趨于穩定，高低質量仍持續劣化。

4 如何安排線路維修

4.1 線路維修的主要手段

對線路進行綜合維修能有效改善軌道整體的狀態質量，目前青榮城際進行綜合維修主要作業手段是利用大型養路機械，因此合理安排線路大機維修對提升軌道整體的質量至關重要。

4.2 大機維修區段的選取

通過對大機維修對各項目改善情況的研究，大機維修主要改善的是高低。因此，應首先利用近期動檢車數據篩選出TQI大值區段，再進一步篩選高低單項TQI大值區段，綜合考慮，確定大機綜合維修區段。以目前青榮城際的實際情況建議：線路TQI均值超過4.4，高低TQI超過1.6才考慮大機維修，TQI均值超過4.6，高低TQI超過1.8優先安排。另外，還要考慮大機作業的連續性，減少插機次數，應選取連續的TQI大值區段，狀態不良地段較短時，不建議進行大機綜合維修。

4.3 大機維修周期的探討

基于之前對軌道劣化率的研究，在單純利用線路大機進行綜合維修的情況下，要達到青榮城際正線平均TQI值3.8以內的目標，大機維修的合理周期約為16-18個月。

4.4 其他綜合維修手段

大機搗固次數過多會影響線路標高、導致線路缺砟、浪費人物力，況且大機數量滿足不了這種周期要求。因此段及車間必須加強對軌道質量狀態的分析，大機作業之外，合理制定月度檢查維修計劃，用人工集中作業手段進行有計劃、有重點的綜合整修。

5 結論

（1）有砟軌道質量狀態隨時間的發展逐漸劣化，大機維修能顯著改善軌道質量狀態，大機之后，再次呈線性增長趨勢。

（2）高低TQI指數隨時間的發展規律與軌道整體TQI均值的發展規律非常相近，高低劣化是導致軌道整體狀態質量劣化的主要因素，軌距在較長時間內一直保持穩定狀態。

（3）通過線路大機作業前后對比，5個單項指數中改善最明顯的是高低，其次是水平。大機維修后，劣化最快的是高低，其次是三角坑。大機維修后9個月除高低持續劣化以外，其余4個單項指數較小，趨于穩定。

（4）因高低是影響軌道整體質量狀態的首要因素，而利用線路大機進行綜合維修時，對高低質量指數的改善是最明顯的，因此選取大機作業地段時，TQI均值不應作為唯一指標，高低單項的TQI指數

也很重要，此外，還要考慮大機作業區段的連續性。

（5）線路大機維修是綜合維修的主要手段，但是以目前青榮城際的大機作業水平和軌道質量狀態變化規律，依靠其保持軌道質量狀態的周期約為16-18個月，因各種因素的限制，很難滿足要求。因此，在維修工作中，段及車間要加強軌道質量狀態分析，科學的安排大機維修，合理的安排人工搗固整修，從而提高軌道質量狀態。

參考文獻：

[1]翟胡超，王超，王萬錦.軌道質量指數及其在線路維修中的應用[B] .鐵道技術監督，2016（01）：0019-04.

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