高速铁路无砟轨道的维修与养护技术

科技信息
ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ2012年第35期0引言
从19世纪60年代开始，无砟轨道结构在世界各地得到发展并被广泛应用。

经过40多年的发展，无砟轨道经历数量上由少到多，技术上有浅到深、类型上有单一到多种、铺设范围上由个别地段到全线铺设的发展历程。

目前高速铁路比较发达的国家大都采用无砟轨道作为主要轨道的结构形式，具有代表性的有德国的Rheda 、Zublin 、Bogl,日本的板式轨道，中国的CRTS （China railway track system ）I 、II 型板式轨道、Ⅲ型轨道及CRTS I 、II 型双块式轨道等。

此外，在意大利、法国、奥地利、荷兰、瑞士等国均根据自己国家的铁路特点选择无砟轨道型式，在铁路上有不同程度的应用。

1
无砟轨道的结构及特点
1.1
线路平顺性高有砟轨道采用均一性较差的天然道砟材料，在列车荷载作用下其道床肩宽、砟肩堆高、道床边坡、轨枕间距及轨枕在道床中的支撑状态相对易于变化，并导致轨道几何形变。

无砟轨道的下部结构均为现场工业化浇筑或厂预制件，可以保证其性能有较好的均一性，从而提高轨道的平顺性。

1.2轨道稳定性好无砟轨道结构中，作为无缝线路稳定性计算参数的轨道纵、横向阻力不再依赖于有砟道床，其整体式轨下基础可为无缝线路提供更高和更稳定的轨道纵、横向阻力，具有更高的稳定性和更长的使用寿命。

1.3线路养护维修工作量显著减少无砟轨道采用整体式轨下基础，与采用散粒体结构的有砟道床相比，在列车荷载作用下不会产生道砟颗粒磨耗、粉化、相对错位所引起的道床结构变形；在列车荷载反复作用下不会产生变形积累，使轨道几何尺寸的变化基本控制在轨下胶垫、扣件及钢轨的松动和磨损等因素之内，从而大大降低轨道几何状态变化的速率，减少养护维修工作量。

1.4耐久性好，服务期长无砟轨道结构为整体混凝土结构，设计使用寿命为60年，由于该结构使得线路平顺性高，稳定性好，病害少，维修量少，使得其耐久性好，服务期长。

1.5自重轻，结构高度低由于无砟轨道道床板的厚度比有砟轨道道床厚度要小，所以无砟轨道自重轻，结构高度比有砟轨道低，降低跨线处结构设计高程，对于桥上无砟轨道结构可减轻桥梁二期恒载约40%，对于隧道内无砟轨道结构可以降低隧道净空。

1.6初期投资相对较大与有砟轨道相比，尽管无砟轨道的结构高度低、自重轻的特点，降低桥隧工程费用，但无砟轨道结构本身的工程费用高于有砟轨道，特别是在对振动和噪声等环境要求较高的地段，用于减振降噪措施的费用比有砟轨道要高，总的来说，无砟轨道建设初期投资大于有砟轨道。

1.7基础变形下沉，修复困难无砟轨道的永久变形只能通过扣件进行调整以恢复其正常的轨道几何形状。

由于扣件的调整量非常有限，因此对于无砟轨道的变形，特别是由于线下工程的沉降所引起的轨道永久变形必须做出严格限制，无砟轨道结构属于整体结构，局部损坏对轨道整体影响较大，一旦出现病害修复困难。

2检测设备
传统的轨道检测一般分为静态检测与动态监测两个部分，而两个部分一般分开进行监测，而对于高速铁路的轨道检测，需要综合考虑列车在运行过程中的总体情况，应而提“综合检测”。

与有碴轨道相比，虽然无碴轨道变形量少，结构强度高，线路的调
整作业范围小，效率低，但无碴轨道的检测仍应包括静态检测和动态监测两个部分，并根据高速铁路的特点，应加强无碴轨道的动态监测，配置高效、高速、综合性强的检测车组，并配备专业检测车辆，与此同时还应提高静态检测设备的水平，将静态检测设备配备到基层。

2.1综合检测车综合检测车综合了各专业检测车辆的优点，使得数据可以共享，并可进行综合分析，成为分析和监测设备技术状态的主要依据。

建议在满足轨道、通信信号各专业、接触网通用检测周期的基础上开行综合检测车
2.2振动检测因为无碴轨道板和桥面板采用刚性连接，在列车高速下运行，列车的蛇形运动会对轨道和桥梁造成不可忽视的振动问题，且在无碴轨道沿线，桥梁数量较多，因而有必要在列车上安装振动检测仪，用于检测列车的竖向震动和横向震动。

2.3钢轨探伤车探伤检测应在维修天窗时间内进行。

由于无碴轨道必须加强检测以防断轨现象的发生，因而钢轨探伤检测周期应比有碴轨道短，目前国内一般每月一次。

3无碴轨道的养护与维修
无砟轨道维修工作的基本任务是确保线路高平顺性、高稳定性和舒适性，其维修应贯彻“预防为主、检重于修”的原则，按周期进行检查，实行设备等级修和专业修，其实行检修分开的管理体制。

在无砟轨道维修过程中应积极采用新技术、新设备、新材料、新工艺，提高维修质量和劳动生产率，应运用信息技术，建立无砟轨道维修管理信息系统，逐步实现维修管理信息化、智能化，采用CPIII 精测网，监测无砟轨道的变化，指导维修。

轨道是铁路基础设施的主要设备之一，要确保高速铁路轨道的正常运用，必须实施有效的管理，包括设备管理（钢轨、轨下基础及扣件、道岔、道床等轨道部件）、技术管理（线路平纵断面及其对轨道的影响、轨道部件技术状态、技术标准等）、修理管理（修程、修制、管理模式、养路机械、轨道检测、质量评定和控制等）和综合管理（计划管理、财务管理等）。

轨道在机车车辆动力作用下，在风、沙、雨、雪和温度变化等自然条件影响下，将产生一系列变形，这些变形包括弹性变形和永久变形。

在任何情况下，高速铁路的变形不能超过一定的限度。

因此，对轨道的变形要及时进行修理。

CRTS Ⅰ型板式无砟轨道维修:
CRTS Ⅰ型板式无砟轨道是用双向预应力混凝土轨道板及CA 砂浆（乳化沥青水泥砂浆）替换传统有砟轨道的轨枕和道砟的一种新型轨道形式，由板下混凝土底座、CA 砂浆垫层、轨道板、长钢轨及扣件等四部分组成。

由于板式轨道水泥沥青（CA ）砂浆调整层的存在，受自然环境因素的影响较大，在结构凸形挡台周围及轨道板底边缘的CA 砂浆存在破损现象，特别是在线路纵向力较大的伸缩调节器附近。

因此在设计方面，用强度高、弹性和耐久性好的合成树脂材料替代凸形挡台周围的CA 砂浆。

对于轨道板底的CA 砂浆调整层，以灌注袋的形式取代初期的设模式的直接灌注，以减少CA 砂浆层的环境暴露面，从而显著提高了板式轨道结构的耐久性，以实现无碴轨道结构少维修的设计初衷。

4无碴轨道维修的几点思考
国内外研究成果及经验表明,列车速度的提升制约因素为轨道的平顺状态,也就是说,只有保证良好的轨道平顺状态,才有可能较大幅度地提高列车运行速度。

要保持良好的轨道平顺（下转第911页）
高速铁路无砟轨道的维修与养护技术研究
何奎元
(湖南高速铁路职业技术学院湖南
衡阳
421001)
【摘要】无砟轨道是告诉铁路轨道结构发展方向。

随着我国客运专线的快速发展，对新型无砟轨道结构养护维修研究十分必要。

本文介绍了无砟轨道结构的特点和检测设备，并探讨了无砟轨道结构的养护维修技术。

【关键词】无砟轨道；高速铁路；养护维修
The Technique of Maintenance of New Ballastless Tracks For High-Speed Railway
【Abstract 】Ballastless track railway track structure development direction is to tell.With the rapid development of our country passenger transport special railway line,Ballastless track structure on model maintenance repair research is very necessary.This paper introduces the characteristics of ballastless track structure and testing equipment,and discusses the ballastless track structure maintenance repair technology.
【Key words 】B allastless tracks;High-speed railway;Maintenance
○职校论坛○810
科技信息2012年第35期
ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
（上接第810页）状态，必须考虑3个方面的因素：一是采用新的技术措施和施工工艺，如：钢轨铺设后用打磨列车打磨钢轨表面，消除钢轨焊接接头初始短波不平顺以及钢轨表面由于施工中造成的钢轨表面微小缺陷和钢轨的原始表面微小裂纹：分层压实路基，完工后的基床表面不得有任何缺陷：一次铺成无缝线路，不用短轨过渡；二是采用高标准的轨道、线路、桥隧、土工等设计标准；三是建立科学的轨道养护维修体制，制定严格的轨道不平顺管理标准，保障列车安全、快速、舒适地运行。

很显然，前2项措施是与设计、施工、有关的，在客运专线建设之前、之中设计院、工程局就应充分考虑，而第三项措施则与铁路工务部门有直接关系，其担负着客运专线在长期运营过程中保持轨道平顺状态的艰巨任务。

因此，在快速客运专线大量建设、运营的时期，如何采用科学的管理手段和方法来保持轨道的平顺状态是铁路工务部门面对的一个新课题和挑战。

轨道养护维修体制包括养护维修、检测方法和手段、维修基地和检测基地的设置及天窗设置等内容，而轨道不平顺管理标准分为若干等级，包括：作业验收目标值、舒适度目标值、预防性计划维修管理值、紧急补修管理值、慢行管理值等，目的在于对轨道不平顺在不同阶段、不同层次上进行控制，保证行车的安全性、舒适性。

由此可见，轨道管理与控制涉及的内容很多，但最终的表现形式是：采用检测手段定期对轨道实际状态进行检测，然后用各级轨道不平顺管理标准进行评估，对超限地段制定维修计划，用各种维修机具队轨道进行维修，再检测，再维修，直到满足标准为止。

这个过程中，有效地检测手段、高效的维修机具对修理、维修轨道，保持其平顺性具有重要作用。

5结语
综合考虑国外高速铁路养护维修技术的经验和国内的实际情况，客运专线应采用以下线路养护维修技术：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。

【参考文献】
［1］高静华.日本新干线线路养护维修技术与管理[J].上海铁道科技,2000．
［2］卢祖文.客运专线铁路轨道[M].北京:中国铁道出版社,2005．
［3］钱立新.世界高速铁路技术[M].北京:中国铁道出版社,2003．
作者简介:何奎元(1964.12—)，男，浙江诸暨人，1987年毕业于西南交通大学铁道工程专业，工程硕士，副教授，现从事高速铁路养护维修工作。

［责任编辑：孙珊］
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价业务质量，在第一时间发现业务质量的变化，为问题的定位和故障的排除提供指导。

（4）业务服务流程管理：通过业务服务流程管理，用户可以很好地将一系列的服务以规范化的形式来进行，更好地提供服务。

满足对事件管理、问题管理、变更管理、配置管理、SLA及知识库等管理需求。

4）信息化工作管理模块
系统从基础管理、资产管理、计划管理、项目建设等方面实现日常信息化管理工作电子化。

在管理上，突出工作计划是各项具体事务的源头和主线，每项具体事务（包括项目建设、培训、科技创新、巡检服务等）都必须先有计划，通过“计划->执行->考核->分析->调整计划”这个闭环工作流程，完成信息化管理工作。

在项目建设管理上，严格按照行业“三项检查”的要求，实现信息化项目和科技创新项目的关键环节痕迹记载，对项目建设过程进行管控。

2.2一体化管理系统难点的实现
一体化管理系统的设计难点在于集中安全管控模块，主要采用以下设计思路来实现：
1）建立实现全网集中帐号授权管理中心，实现帐号集中管理，集中授权，保障企业资源合法访问：将全网各业务系统和设备的帐号口令进行集中管理，支持采用USB-KEY、动态短信密码、一次性口令等方式，实现多应用单点登录，可以解决用户、维护人员需记忆多套业务系统及设备帐号口令的问题，避免因为账号密码的外泄导致对IT系统的危害。

并且可以从口令的长度、组合方式等方面，提高口令设置复杂性，加强口令安全级别，提高身份认证强度，保障业务系统和设备登录安全；通过资源授权模型，对用户使用资源的具体情况进行合理配置，从而实现不同用户对系统不同部分资源的访问策略控制。

未经接入认证的用户不可以使用系统资源，没有访问权限用户不可以使用系统资源；将全网的安全管理层面从原应用层覆盖到了网络层，杜绝系统间安全风险传播，影响到企业运营、财务等重要数据安全的可能性，也保证发生安全事故时，以身份的形式定位问题，肇事者无从抵赖。

2）建立维护通道，增强代维人员安全管理：建立维护通道，通过网络云技术，划定维护区域（例如：按照维护范围设置维护区域），代维人员只能访问自身维护的设备和应用，其他设备对没有授权的人员不可见。

通过F8维护探针提供维护设备统一帐号管理，增强设备口令安全机制（例如：从口令的长度、组合方式等方面，提高口令设置复杂性，定时修改口令，加强口令安全级别），实现维护人员登录代维设备的单点登录，并且详细记录维护操作日志，增加维护审计。

3）实现终端内外网统一接入，全方位确保系统安全：以网络云技术统一内网和外网的认证、授权、访问控制问题，灵活、方便、安全、可靠的解决内外网安全接入，杜绝了非授权终端对整个信息系统的潜在威胁，保护业务数据在网络的安全可靠性。

4）实现全面的事件和网络日志审计，消除安全隐患和提供事后追查：提供全方位的日志审计功能，在庞大的日志信息中挖掘出可能的隐患信息，将可能发生的事故扼杀在萌芽状态，当发生安全事故时，也可以通过日志系统准确定位、取证。

入网人员根据工作性质的不同分为业务用户和维护用户，因此行为审计分为两个部分：
业务操作审计：包括了业务系统事件日志和业务用户终端层面的操作记录（通常是HTTP方式）；运维行为审计：以命令行的维护操作为主，如RPD、SSH等。

5）建立面向业务、用户和链路的流量分析、控制和清洗：针对全市烟草网络的业务系统，通过F8流量探针方式，对所管理的业务系统和用户进行测量，面向链路、虚链路、业务系统、用户/部门提供流量分析、链路上应用分布、源、目的流向分析、优先带宽、保证带宽、预留带宽等实现网络资源的合理分配，满足业务性能，保证网络高效、可靠、稳定地运行。

通过应用层的流量识别，区分正常网络应用流量和异常流量。

检测出被监控网络中所存在的异常帧格式、后门攻击等各类型的攻击，并且在此基础之上进行相应的流量过滤，从而尽可能减少占用或消耗网络带宽/服务器资源的情况的发生，使网络中业务的性能得到有效保障。

3结束语
信息安全运维服务一体化管理系统基于信息技术基础设施信息库（ITIL）体系架构，围绕安全运维管理工作所涉及到的网络、业务、设备、机房运行状态监控，IT运维服务流程和信息化日常工作管理的要求进行系统设计，具备完整的业务功能和良好的伸缩性。

在统一的平台上，实现信息系统管理的逐级监控、信息共享、运维互助，做到“可视化展示、集成化管理”。

通过该平台建设，预期将逐步建立某市烟草乃至湖南烟草完整的安全运维服务管理体系，实现运维人员身份、运维操作和访问控制的统一管理，实现集中的用户访问痕迹跟踪和审计，实现全面的系统运行监控。

全面加强运维操作的事前授权，事中监控，事后审计，进一步降低生产系统的运维操作风险，实现运维人力资源统一调度，提高运维工作效率，保障全行各信息系统安全、稳定、高效运行。

【参考文献】
［1］李益文.湖南省烟草商业系统信息安全运维管理体系建设的思考[J].湖南烟草，2009(S1)．
［2］李勇.信息安全管理工作重要性认识初探[J].信息化建设，2007(03).
［3］齐芳.从国内获得ISO27001认证企业看行业认证需求[J].信息安全与通信保密，2009(04).
［4］杨晋.现代电子商务安全技术研究[J].网络安全技术与应用，2007(01).
作者简介：刘文明（1978．9—），男，硕士学位，工程师，主要从事电子信息技术应用方面的应用与研究、关注信息安全方向。

［责任编辑：周娜］
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