日本新干线线路养修技术与管理_高静华

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新干线全面贯彻预防性修理的指导思想, 即设 定预防性极限值, 在该阶段内实施修理; 事后修理, 即设备状态恶化形成病害, 再进行修理属个别特殊 情况。该修理原则为新干线线路质量均衡、安全平稳 运行打下了扎实基础。 6. 1 检查
轨道变形检查 采用电气轨道综合试验车进行 检测, 试验车 7 辆编组, 其中一辆为轨道检查车。试 验车运行速度为 210km/ h。检测周期为: 主干线( 正 线) 每月 3 次, 副干线( 到发线) 每年 2 次。不能用综 合试验车检测的线路, 则利用道岔轨道变形测定装 置( SWINGS) 或人工方法进行检测。轨道检查车检
日本新干线的线路修程不使用我国大、中、维修
提法, 但实际做法与我国修程 大致相似, 有钢轨更 换、道床清筛或抛床、日常养修。其分类按工作量大 小来分, 即大规模施工和小规模施工两大类。
4. 1 大规模施工 新干线大规模施工包括更换钢轨、更换道床、更
换伸缩器( 我国称温度调节器) 、更换道岔等作业。 更换钢轨 曲线钢轨 1~1. 5 年更换一遍, 直线
为提高道岔的侧向通过速度, 研制成功 38 号道 岔, 但目前在新干线仅铺设一组。其直向允许通过速 度为 300km / h, 侧向允许通过速度为 160km / h。道 岔全长 134. 790m , 尖轨长 度为 42. 1m, 冲角 B= 1° 30′28″, 线 形 采 用 复 曲 线 形 式, 半 径 为 8400m ~ 4200m~8400m, 欠超高允许值为 90mm 。 4 新干线线路修程设置及其周期
新干线的线路施工作业全部由修理公司承担, 作业在夜间列车停运期间( 0 点至 5 点) 进行。
更换钢轨作业 首先将钢轨中心生产的 200m 轨条在现场用电弧焊焊接成长轨, 再使用换轨小车 换轨及拉伸固定、焊接。然后进行钢轨接头打磨, 使 用磁粉探测钢轨表面伤损, 使用小型超声波探伤仪 探测钢轨内部伤损, 线路开通后即恢复正常速度。
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上海铁道科技 2000 年第 3 期
测项目为轨距、高低、水平、方向、扭曲、车体竖向加 速度、横向加速度。根据轨检结果进行轨道变形管理 的各项目标值如表 1 所示。
列车摇动检查 轨道方面的摇动分为上下摇动 和左右摇动, 是以振动量化来对乘坐感觉进行评 价, 采用加速度 g 为单位进行摇动管理, 其管理值及 处置如表 2 所示。
·国外铁道·
上海铁道科技 2000 年第 3 期
日本新干线线路养修技术与管理
高静华
1 前言 根据铁道部和日中铁道友好推进协议会双方协
议, 中方考察团于 2000 年 5 月 30 日至 6 月 28 日对 日本铁路新干线线桥养修技术及管理进行了为期一 个月的考察( 本文主要介绍线路方面的情况) , 考察 主要内容为新干线轨道结构、修检、修制、管理体制 以及现场作业等。 2 日本铁路概况及工务管理组织设置 2. 1 铁路概况
目前, 东海 道新干线列车最 高运行速度为 270km / h, 东北、上越新干线为 275km / h, 山阳新干 线为 300km / h。东京~博多间, 线路全长 1069km, 最 快运 行时 分为 4 小 时 49 分, 旅 行速 度为 221. 9km/ h。东海道新干线平均每天运送旅客 37 万人 次, 最高日运量达到 73 万人次, 目前密度为 285~ 300 列/ 日, 最大发车列数为 12 列/ 小时, 最小间隔 2 ~3 分, 所有 列车平均晚点率 为 0. 4 分, 实现了安 全、准点的运行目标。 2. 2 组织机构与职能
6
慢 230km/ h
15
8
-
-
-
行 管
170km/ h
18
10
-
-
-
理 目
120km/ h
22
12
-
-
-
标 70km/ h
27
14
-
-
-
表 2 摇动的管理值及其处置
项 目
上下振动 左右振动 ( 全振幅) ( 全振幅)
处 置
立 即 以第 1 阶 段较 低速 第 1 极限值 0. 45g 以上 0. 35g 以上
3. 3 道岔 新干线中间站正线与到发线的连接均采用 18
号道岔。18 号道岔直向允许通过速度为 300km/ h, 侧向允许通过速度为 70km/ h。道岔全长 71. 349m, 前长 a= 32. 890m , 后长 b= 38. 459m , B= 3°11′, 线 型为单圆曲线, 导曲半径 R= 1106m 。
பைடு நூலகம்
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件两种, 均采用预埋套管, 无螺母紧固。道床大部分 采 用石灰石, 肩宽不小于 500m m, 无 堆高( 因速度 高, 堆高容易使道碴刮起) , 站内正线道床表面采用 粘结剂粘结。 3. 2 板式轨道结构
轨道板的种类 轨道板有 A - 55 型、AF - 55 型、A- 51 型、AF - 57 型。轨道板的宽度为 2. 72m, 厚度为 16~19cm , 考虑到制造、运输以及轨道板稳 定性等问题, 板的长度采用了 5m 和 4m 两种长度标 准。
质的路堑地段。A - 51 型、AF - 57 型轨道板, 由于 在轨道平板面上制作了挡肩, 承受横向力, 主要铺设 在下沉量小的隧道内。A- 55 型、AF - 55 型轨道板 表面平顺, 安装在轨道板表面的连接板抵抗横向力, 该结 构形式可通 过钢轨紧 固装置进行 轨距± 10m m、高低±30m m 的调整, 由于调整量较大, 因此 使用在桥上、路堑上和隧道上的曲线地段。
中央计算机与保线所( 区) 终端机之间以 SMIS 专用回线进行连接。轨道试验车测定的轨道变形数 据经数据处理中心处理后, 直接传输到保线所( 区) 。 保线所( 区) 采用 L ABOCS 软件, 将轨道几何尺寸波 形图与线路基础数据进行处理、分析, 为编制维修计 划提供依据。
大规模施工( 类似于我国的大中修施工) 计划, 根据周期与设备状态制订, 每年七月份上报下一年 度的施工计划。 6. 3 施工作业与验收
更换钢轨使用换轨小车, 将旧钢轨调出, 新钢轨 换进, 根据锁定轨温, 计算钢轨伸长量, 用拉伸器拉 伸并固定钢轨, 然后采用电弧焊焊接接头。
更换道床使用大型养路机械, 即换碴车、运碴 车、挖掘机、捣固车、道床整形车、动力稳定车等进行 作业。
轨道养修分两种情况。有碴轨道线路使用大型 养路机械捣固, 板式轨道线路使用人工垫料作业。 6 新干线线路修理制度
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及加固夹板等处所。 巡回检查 日常定期对线路整体进行巡视、监
视的检查。检查以徒步、乘列车或轨道车等方式进 行, 徒步检查白天在作业通道上巡回, 夜间在线路上 巡回, 两天一次, 其中夜间巡回每周至少一次。 6. 2 计划
维修计划的编制是依靠设施管理系 统来实现 的。设施管理系统将新干线线路维修的各类数据( 轨 检车测定数据、轨道作业实际数据、线路基础数据、 线路检查数据等) 进行定期、定量分析, 准确掌握线 路状态, 确定科学、合理、经济的维修计划。
表 1 轨道变形管理目标值
轨道变形种类 高低 方向 轨距 水平 三角坑
单 位 完工目标值
mm / 10m mm/ 10m mm ≤ 4 ≤ 3 ≤±2
mm m m/ 2. 5m
≤3
≤3
维修计划目标值 6
4 + 6, - 4 5
4
乘坐感觉目标值 7
4 + 6, - 4 5
5
预防管理目标值 10
6 + 6, - 4 7
更换道床作业 采用换碴车换碴, 旧石碴由邻 线的运碴车运走, 换碴车后每隔 2. 5~3. 0m 在轨下 放置枕木墩, 并将相邻内侧钢轨支撑固定, 以保持线 路轨向及高低。换碴深度为 300m m。换碴结合部采 用电锤分层夯实道床, 以保证新旧道床的平稳过渡。 运碴车将新石碴卸下, 捣固车开始捣固, 一次起道, 6 次插捣。人工检查轨道几何尺寸, 使用动力稳定车稳 定线路, 使用道床整形车整理道床。施工结束后, 直 线地 段 直接 恢复 常 速, 曲线 地 段 24 小 时内 限 速 230km/ h, 24 小时以后恢复常速。
新干线小规模施工主要是指线路几何尺寸的养 修作业, 其作业内容、要求及周期主要根据轨道检查 车每 10 天检测一次的具体结果确定。由于新干线 为客运专线, 轴重轻( 原来轴重 15t , 现减小到 11t ) , 板式轨道比重大( 板式轨道占 53% ) , 故轨道几何尺 寸变化慢, 工作量较少。 5 新干线线路修理手段
钢轨 500~600M t . km / km 通过总重或 7~8 年更换 一遍。
更换道岔及钢轨伸缩器 原则上与更换钢轨同 步, 但由于其结构较为复杂, 易于损坏, 实际比钢轨 的更换周期要短, 一般根据其具体状态确定。
更换道床 道床一般 11~12 年更换一遍, 目前 主要由道床状态( 含土量和道碴磨损等) 检查结果确 定。 4. 2 小规模施工
日本铁路营业里程长度 29281km , 其中既有线 19089km, 新干线 2167km, 私营铁路 3046km, 地下 铁路 628km , 地方铁路 3631km 。自 1964 年日本开 通东海道新干线以来, 至今已有七条新干线投入运 行, 即东海道( 东京~新大阪, 515km) 、山 阳( 新大 阪~博多, 554km ) 、东北( 东京~盛 冈, 497km ) 、北 陆 ( 高 崎 ~ 长 野, 117km ) 、上 越 ( 大 宫 ~ 新 泻, 279km ) 、山形( 福岛~山形, 87km ) 和秋田( 盛冈~ 秋田, 127km ) 新干线。新干线板式轨道占线路总长 53% , 有碴轨道占 45% , 其它轨道占 2% 。既有线轨 道结构基本为有碴轨道。
维修状态检查 每年进行一次, 类似于我国的 秋检。检查项目包括钢轨、道岔、轨枕、道床、路基、伸 缩器、连接装置等。
钢轨检查 采用大型探伤车探测、小型探伤仪 核查的方式进行, 探伤周期为每年两次。探伤车发现 重伤钢轨后, 信息立即传输到保线所( 区) , 由保线所 ( 区) 通知修理公司立即更换。其它伤损钢轨, 保线所 ( 区) 必须在一个月内用小型探伤仪进行核查。对于 不能利用大型探伤车检查的地段, 则采用小型探伤 仪探测, 重点为焊接焊缝、普通接头、已有伤损标记
慢行, 并当夜紧急整备
在 下 一个 测定 日之 前进 第 2 极限值 0. 35g 以上 0. 30g 以上
行有计划的整备
作为 需注意处进行管 理, 第 3 极限值 0. 25g 以上 0. 20g 以上 根据需要进行整备
轨缝检查 每半年一次, 无缝线路长钢轨、道岔 尖轨爬行及伸缩检查每季一次。伸缩接缝尖轨中央 部爬行量不得超过±30mm , 伸缩接缝的伸缩量不 得超过±165mm , 无缝 线路爬行量换 算为温度差 △T 不得超过 5℃。
轨道板的构造 最初轨道板的设计采用普通钢 筋混凝土结构( RC) , 为防止产生裂纹, 又设计了预 应力混凝土结构( P C) , 考虑防冻、经济等因素, 采用 极限 应力状态 法, 设计 了预应 力钢筋 混凝土 结构 ( P RC) 。
板式轨道的铺设范围 主要铺设在高架桥、跨
河桥、跨越公路或铁路的桥梁上、隧道内和下部为石
日本铁路公司( 总社) 本部与工务有关的管理机
高静华: 上海铁路局工务处线路科科长, 工程师, 电话 22925
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构是设施部, 其下设有施工课、保线课和管理课。它 们是公司主管工务工作的职能部门。
总社下设支社, 支社工务工作由设施课负责。在 支社下边设置土木技术中心、设备所、钢轨中心、设 施事务管理所和保线所( 区) 等单位。保线所( 区) 是 工务基层组织设在沿线, 新干线除 JR 东海公司按 50 延长公里正线设置一个保线所( 区) 外, 其余均按 100 延长公里正线设置一个保线所( 区) 。
图 1 工务管理机构示意图
保线所( 区) 的主要职责是: ¹ 负责对线路设备的全面检查, 负责对桥隧设 备一年一度的全检; º负责编制小规模施工计划; » 负责签定小规模施工的合同; ¼ 与市、镇、村基层政 府签订工务施工有 关协 议; ½ 负责施工现场的技术指导与监督管理。 3 新干线轨道结构 新干线的轨道钢轨为 60kg / m 非淬火轨, 结构 主要有两种型式, 即有碴轨道结构和板式轨道结构。 3. 1 有碴轨道结构 轨枕采用钢筋混凝土轨枕, 长度为 2. 4m, 每公 里 配 置 为 1720 根, 橡 胶 垫 板 厚 10m m, 刚 度 为 60KN/ cm, 扣件为刚性扣板式扣件和弹性扳簧式扣
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