轨道检测及维修技术的探讨

轨道检测及维修技术的探讨
摘要：下文主要结合笔者多年的工作实践经验，针对轨道检测及维修技术在保持客运专线轨道平顺状态中的重要性、国内现有轨检技术的优缺点及发展趋势、轨道维修的内容及方法等进行了阐述，仅供同行参阅。

关键词：检测技术；维修技术；重要性；维修内容
1 、轨道检测技术
在我国，最早采用弦测法来检测高低、轨向，后来则采用先进的惯性基准法。

目前4型轨检车已在国内推广使用。

4型轨检车代表了国内轨检车的最新技术，其技术特点可以概括如下。

1）采用惯性基准检测原理，符合轨检车发展趋势。

惯性基准检测原理可以检测出实际的轨道不平顺，可以根据需要换算为各种弦长下的结果，便于与静态检测结果相比较。

2）采用轨距吊梁的机械结构形式，传感器安装位置比较集中，方便维修、检查。

3）用工控微机代替小型机，具有价格较低、维修方便等优点。

4）测量项目多，精度比3型轨检车提高。

4型轨检车可以测量高低、水平、轨距、三角坑、轨向、曲线超高、曲线半径等轨道几何参数，车体垂直加速度和水平加速度、轴箱振动加速度等振动参量，速度里程及地面标志等便于查找线路病害的位置，其精度满足了线路养护的需要。

5）在检测系统硬件、软件和传感器等方面基本实现了国产化。

2、客运专线的工务养护维修技术
1）养护维修的内容
综合考虑国外高速铁路的经验和国内的实际情况，客运专线应采用以下线路维修技术：以轨检车检测数据为依据，以大型养路机械为主、小型养路机械为辅，利用“维修天窗”进行线路设备检查、维修和保养，并严格执行检查验收制度。

客运专线的维修工作主要分为综合维修、经常保养和临时补修。

综合维修是根据客运专线线路变化规律和特点，采用大型养路机械联合作业，对线路进行全面起道、捣固和稳定等综合性修理；经常保养是根据线路设备变化情况和季节特点，在全年度和线路全长范围内对线路设备进行专项修理，以保持线路质量经常处于均衡状态；临时补修是及时整修超过临时补修容许偏差管理值及其他不良处所的临时性修理，以保证行车按规定速度平稳、安全地运行。

2）养护维修的方法
综合维修的主要作业手段是采用起拨道捣固车、动力稳定车、配碴整形车等大型养路机械联合作业。

目前，国内大量使用的是起拨道捣固车、动力稳定车，而配碴整形车很少使用，这样一来，大机作业完成后，需要大量的人工回填、整平道碴，降低了作业效率。

为了发挥大机作业的功效，大机作业机具应配套使用，如组成大机作业机组：配碴整型车、捣固车、配碴整型车、动力稳定车。

另外，采用综合作业机械也是一个行之有效的办法，综合作业机械系指将两种或多种功能作业装置安装在一起，一次能完成多种作业的机
械。

线路经常保养和临时补修作业手段可分为手工作业和机械作业（包括大型、中型、小型机械）2种方式，必须改变传统的养修体制，实行养修分开，充分发挥机械化作业高质高效的优点。

需要说明的是，即使在铁路较发达的国家，人工作业仍占到一定比例，据估计10%～30%的工作量仍需人工完成。

采用捣固、垫板、垫碴三者相结合的线路保养作业方法较为科学。

但是，目前我国线路保养作业均以捣固作业为主，根据线路的不同状态，采取重点起道重点捣固、重点起道全面捣固、全面起道全面捣固3种形式，而对于垫板和垫碴作业方法存在不同的认识和看法，其应用范围有限。

对于垫碴作业方法，由于最初垫碴颗粒使用石灰岩道碴，容易磨损破碎污染道床并引起翻浆冒泥，加之人工垫碴作业效率较低，因此垫碴作业方法在我国相当长的一段时期内未普遍使用。

笔者翻阅相关资料得知在国外则是另外一番景象，在20世纪70年代，英国铁路就进行了将定量垫碴技术机械化的研究，证实风压垫碴技术的可行性，并研制出较为成熟的大型风压垫碴机械，投入到实际维修作业中。

实践证明，风压垫碴技术具有作业质量高、可操作性强、劳动强度低等优点。

目前，国内也相继研制成功轻型风压垫碴机，但其作业质量和效率与大型风压垫碴机械不可同日而语，今后应在开发大型风压垫碴机械方面加大投入和研发力度。

3）养护维修技术存在的问题及改进措施
①大机作业精度不高
目前，国内起拨道捣固车、动力稳定车等大机作业精度仅为3～4 mm，不能满足客运专线作业验收标准，如200 km/h提速线路静态作业验收管理值规定：高低3 mm，轨向3 mm；动态管理值为：高低4 mm，轨向4 mm。

而秦沈客运专线300 km/h试验段的静态作业验收管理值为：高低2 mm，轨向2 mm；动态管理值为：高低3 mm，轨向3 mm。

大机作业精度不高的原因是：车上缺少高精度的轨道几何状态检测系统或检测系统与作业系统未能形成反馈回路，致使不能对未达到作业质量的轨道不平顺作进一步的维修。

因此，为了达到客运专线要求的作业验收标准，在国内大机上必须研制或引进该检测、控制系统。

②预防性钢轨打磨作业未引起足够重视国外铁路通常采用预防
性打磨维修作业抑制波形磨耗的发生和发展，即在波形磨耗出现初期即将其消除。

若波形磨耗一旦出现，则采取综合措施进行治理。

通过使用钢轨打磨机械消除顶面不平顺是目前世界各国铁路广泛
采用的维修方式。

钢轨打磨在今天也是消除钢轨走行面不平顺的最有效和最经济的方式。

世界各国铁路在轨道上打磨钢轨的主要目的是消除轨面缺陷，延缓波形磨耗形成、发展及消除噪声。

英国铁路的研究表明，采用预防性打磨的钢轨波浪型磨耗被推迟了至少5年。

目前，国内在钢轨打磨方面并未广泛使用，因此，在客运专线的轨道维修中需要加强钢轨打磨车的研制、引进，并制定相应的打磨制度（方法、周期等）。

③长波长轨道不平顺的维修作业方法亟待研究随着客运专线运
营速度的提高，工务部门必须增加长波长轨道不平顺（波长30 m
以上）的养护维修，以保证行车的平稳舒适。

英国铁路已将200 km/h 线路的轨道不平顺管理波长扩展到84 m，我国对高速铁路轨道不平顺的研究也要求将轨道不平顺管理波长扩大至80 m以上。

而目前国内外大型养路机械的抄平测量基长仅为十几米，不能很好地改善长波长轨道不平顺。

因此，要研究如何利用大机进行长波长轨道不平顺的维修。

④需建立紧急状况下的预警系统由于北方地区无缝线路锁定轨
温低，夏季易发生胀轨跑道，冬季易断轨，同时丘陵山区在集中降雨的情况下，易发生水害，对行车安全危害巨大。

应建立无线轨温及水位预警系统，当轨温或水位接近危险临界值时报警，加强巡查，确保安全。

3、结语
（1）国内现有的3、4型轨检车不能满足时速200km及以上客运专线的轨道检测需要，必须开发高速轨检车技术。

（2）轨道维修方式采取检测和维修并重的原则，采用以大型养路机械为主，中小型机械、人工为辅的维修手段，要注意大型养路机械的配套使用，以形成高效的作业机组。

（3）进一步研究与时速200 km及以上客运专线轨道维修有关的技术问题，如：提高大机作业精度；加强钢轨预防性打磨维修作业；加强长波长轨道不平顺的管理与维修。