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1、重载铁路线路病害治理、维修和养护重载铁路线路病害治理维修和养护李长伟:王金虎:李华栋:户小明:大秦铁路股份有限公司茶坞工务段,技术员,太原铁路局,副局长,山西太原,03001j大秦铁路股份有限公司茶坞工务段,技术员,大秦铁路股份有限公司茶坞工务段,技术员,北京怀柔,101402北京怀柔,101402北京怀柔,101402摘要:阐述重载铁路线路涵义及线路养护的作用和意义,分析重载铁路线路设备现状和线路病害产生的原因.通过对大秦重载线路多年的维修和养护,积累了大量线路病害数据,结合维修和养护工作,探索线路维修新方法.从轨道结构养护和维修等方面,提出检,养,修分离体制,利用每年的集中修天窗,加强道床
2、基础整治与养护,完善考核制度,建立激励机制,使线路维修工作逐步走向科学化,规范化,程序化管理.关键词:重载铁路;线路病害治理;维修;养护;大秦铁路1重载铁路线路涵义及线路养护的作用和意义线路是由路基,轨道和桥隧建筑物等部分组成,是一个整体工程结构,共同发挥各自作用,其任何组成部分的改变或损坏,将影响其他构件以及整体结构的功能.重载铁路线路是指用于运载大宗散货的总重大,轴重大的列车与货车行驶或行车密度和运量特大的铁路.大秦铁路目前年运量为3.4亿t,单列运量为5000t,1万tm元列车gu2万t组合列车,根据重载铁路的定义标准大秦铁路是名副其实的重载铁路.线路设备是机车车辆和歹0车运行的基础,直
3、接承受.54.机车车辆轮对传来的压力.为了保证列车能按规定的最高速度安全,平稳和不间断运行,铁路运输部门能够质量良好地完成客货运输任务,线路必须保持完好状态.然而,随着机车车辆的不断碾压和长期的列车荷载作用,线路的轨道几何尺寸不断变化,路基及道床不断产生变形,钢轨,联结件及轨枕不断磨损,致使线路设备的技术状态不断发生变化.为使线路长期保持良好状态,确保列车安全平稳运行,工务系统必须对其进行养护与维修作业.在线路维修养护中,始终贯彻执行预防为主,防治结合,修养并重的原则,保持线路设备完整和质量均衡,使列车能以规定速度安全,平稳和不问断地运行,并尽量延长设重载铁路线路病害治理,维修和养护李长伟等备
4、的使用寿命.因此,合理养护线路,确保线路质量是工务部门安全生产的前提,也是铁路运输安全的基础,对企业经济效益的增长,保障人民生命财产安全和提高国民生产总值具有重要意义.2重载铁路线路设备现状分析大秦铁路具有重(开行重载单元列车),大(大通道,大运量),高(高质量,高效率)的特点.这三大特点必然使轨道结构承受较大的荷载,由此造成轨道结构及其部件的损坏比普通线路加快,线路变形较大,使线路维修和养护工作量,维修成本增加.分析近几年的维修和养护工作,可以看出,重载铁路轨道结构及线路设备病害主要集中在钢轨,道岔,道床等方面.大秦铁路分一期,二期开通运营,铺设时均为60kg/m短轨普通线路.目前,大秦重车
5、线全线644.943km为75kg/m钢轨的无缝线路,空车线DKOO00DK424.317铺设60kg/m钢轨的无缝线路,其余部分仍为60kg/m短轨线路.茶坞工务段管内现有可动心轨道岔56组,其中75kg/m的12可动心轨道岔51组,75kg/m的18可动心轨道岔2组,60kg/m的18可动心轨道岔3组.道岔通过总重约2亿t,其中75kg/m一12可动心轨道岔病害比较严重,主要是尖轨掉块,长短心轨压溃,基本轨磨耗,翼轨掉块及磨耗,另外线路板结,翻浆冒泥等也相当严重.重载列车对路基的破坏更加严重,路基的变形反映在轨道变形上,最终导致线路维修工作量的增加.3重载铁路线路病害产生的原因及整治措施3
6、.1轨道结构的养护和维修列车荷载与轨道抗力的相互作用决定了轨道破损程度和使用寿命.按目前国际上普遍采用的连续弹性基础梁轨道强度理论,影响轨道结构受力的因素主要有荷载,轨枕,道床和钢轨.(1)荷载是造成轨道受力的根源,轨道受力主要是来自荷载.荷载与轨道的受力及变形成线形关系,荷载增加的百分数与轨道结构受力及变形增加的百分数基本相同.(2)轨枕影响主要是指轨枕间距(即轨枕配置)和轨枕支撑面积.轨枕间距对轨枕上的压力和道床上的应力影响较大,对轨道弹性下沉和钢轨弯曲应力影响较小.研究资料显示,每增减一根轨枕数,枕上压力和道床应力变化约为3%4%,而轨道弹性下沉和钢轨应力只变化约为1.2%.轨枕支撑面对
7、轨道弹性下沉和道床应力具有明显影响,研究资料显示,在相同荷载作用下,IJJ型轨枕比目前使用的ll型轨枕受力与下沉减少约11%.(3)道床刚性对道床应力和枕上压力影响较大,道床应力和枕上压力与道床刚度成同向变化,且幅度较大.因此,道床刚性对维修工作量影响很大.(4)钢轨影响主要是指断面尺寸(即钢轨类型)和钢轨状态.3.2铁路轨道病害整治和养护根据上述轨道结构受力分析,工务部门只能从轨道结构零配件,道床状态,轨枕间距及枕上弹性垫层和钢轨状态等方面做好日常维修和养护工作.(1)轨道几何尺寸整正是轨道维修和养护的主要内容.据不完全统计,工务部门60%70%的工作量是轨道几何尺寸整正.轨道的变形与列车的
8、荷载相互影响,列车的重复振动荷载使线路产生变形,线路变形后产生的轨面不平顺致使列车对线路的冲击破坏加剧,尤其是重载铁路,轨道承受的荷载较大,列车运行的密度也大,这种相互影响更大,造成轨道几何尺寸变化频率加快.因此,应加强轨道几何尺寸整正,以减少重载列车对线路的冲击破坏.(2)轨道结构的联结件应经常保持齐全,有效和良好的技术状态,每年应定期对联结件进行复紧,使其达到规定的扭力矩,从整体上锁定线路,防止夏季钢轨热胀爬行产生胀轨跑道或绝缘损坏,防止冬季冷缩爬行产生轨缝拉大导致拉断钢轨.另外,因运输中粉尘较大,螺栓锈蚀较快,应每年对联结件涂抹长效防锈油脂,防止和减缓锈蚀.(3)道床是均匀传布荷载,提供
9、轨道纵横向阻力和弹性的重要组成部分,道床状态的好坏与线路技术状态的稳定和维修工作量的大小密切相关.道床整修的目的是使其保持饱满,均匀,清洁,密实和具有良好的弹性.在列车长期振动荷载的反复作用下,道床会出现板结,弹性下降和切入路基等病害.由于运输中粉尘较大,道床内尘土聚集,下雨时极易形成道砟囊,天气干燥时出现板结.因此,道床的维修工作量很大,一是及时补砟,特别是桥涵两头和路基下沉地段极易出现缺砟病害,补足道砟才能保持道床稳定:二是根据道床板结情况及时进行清筛,恢复道床弹性,良好的弹性是保持一55.轨道几何状态的关键.(4)轨枕及轨下弹性垫层是日常维修和养护的重点.轨枕主要是对失效轨枕更换和轨枕受
10、力状态改善.轨下弹性垫层是轨道弹性的重要组成部分,对混凝土轨枕承受的荷载起缓;中和减振作用.利用每年的集中修天窗,对大秦重车线有计划地更换型轨枕,截至2008年底累计更换40多万根,并且自2008年开始使用热塑性弹性体垫板,提高了轨枕承受力,减轻了钢轨受力,提高了设备使用寿命,减少了养护和维修工作量.(5)钢轨是轨道结构中惟一与车轮接触和直接受力部分,它将车轮的冲击力传给轨枕及轨道,其状态的好坏与运营安全密切相关.因此,应重视钢轨探伤检测,杜绝漏探,漏检.同时,加强钢轨人工检查,发挥线路巡查人员作用,对钢轨伤损进行跟踪检查,及时掌握伤损状况,及时对掉块,擦伤,轨面不平顺等病害进行整治.重载铁路
11、在高密度,大荷载列车的冲击作用下,钢轨的伤损发展非常快,一两天轻伤钢轨有可能发展成重伤钢轨.采用重型钢轨铺设无缝线路是提高钢轨使用寿命的良好途径.大秦重车线75kg/m钢轨的应用大大改善了轨道的原有框架结构.无缝线路在理论上修正和丰富了轨道结构设计,计算内容,在结构上消除了钢轨接头,减少了列车在接头的冲击与振动,不仅延长了轮轨部件使用寿命,减少了维修费用,而且提供了平滑的运行表面,有利于列车运营与行车安全.尤其是对高速与重载铁路,无缝线路已成为不可或缺的轨道结构型式.目前,大秦重车线全部为75kg/m钢轨的无缝线路,空车线正逐步进行60kg/m钢轨无缝线路的铺设,计划2009年全部完成.无缝线
12、路存在的缺点:巨大温度力作用和线路阻力反作用使线路设备受力更大,更容易发生变形和损坏;几何状态更不易保持;作业时的轨温限制条件更加严格;设备修理,更换面更广.与普通线路相比,无缝线路养护和维修有其特殊性.无缝线路行车安全的最大威胁是胀轨跑道和钢轨(焊缝)折断.因此,必须确定合理的锁定轨温,使无缝线路处于最有利的温度环境中,承受最小的温度力,长轨条长度的变化直观反映了锁定轨温是否合理.线路阻力的大小反映了无缝线路本身是否有足够的抵抗温度力,防止胀轨跑道和钢轨折断的能力.无缝线路的标准线路阻力应能保持设计的稳定性和强度,应在最不利的轨一56.重载铁路线路病害治理,维修和养护李长伟等温条件下,使轨道
13、具备行车条件.线路阻力的大小由设备状况决定.无缝线路养护和维修工程量无论大小,施工作业无论难易,应以保持合理的锁定轨温和提高线路阻力为前提.茶坞工务段指派专人负责管理此项工作,各车间技术人员定时对无缝线路进行位移观测,掌握适时的钢轨实际锁定轨温,确定合理的施工作业轨温范围,严格执行两清(维修作业半日一清,补修作业一撬一清),三测(作业前,中,后测量轨温),四不超(作业不超温,起道不超高,拨道不超量,扒砟不超长),五不走(扒开道床未回填不走,作业后道床未夯实不走,未组织回检不走,质量未达到标准不走,发生异状未处理不走)的原则,对缺少石砟的线路及时补充优质道砟,提高线路阻力.3.3积极推广检,养,
14、修分离体制修制上,线路设备维修执行检,修,养分开的新体制,即线路综合维修主要由大型养路机械段负责,经常保养与补修由工务段承担.在检,修,养上,综合维修是基础,保养和补修必须建立在综合维修之上.维修的盈与欠,决定保养与补修的简与繁.为做好线路维修工作,提高线路设备质量,在新的维修体制下,针对当前的运量与设备现状,积极探索线路维修新方法.3.5.1更新观念,创新理念一切从实际出发,讲实效,重实效,使线路维修工作逐步走向科学化,规范化,程序化管理.树立尊重客观规律,按客观规律办事的维修组织管理理念,按季节和地理特点安排维修计划,使年维修工作计划,季维修工作计划,月维修工作计划更加科学,合理,有利于制
15、定全年维修生产阶段性推进计划和各车间的阶段性推进计划.5.5.2整治病害措施(1)利用每年的集中修天窗,加强道床基础.积极配合施工单位,在有限的时间内最大限度地利用大型养路机械对线路和桥梁等设施进行施工作业.根据线路的实际状况,各种施工机械的性能等状况,制定全面,有效,有针对性的施工组织预案,确保每一次大修施工圆满完成.(2)板结与翻浆接头五孔换砟.针对道床板结与翻浆冒泥地段,随时发现随时整治,对重点地段逐孔清筛,并更换优质道砟,严格作业标准,做到做一处,重载铁路线路病害台理,维修和养护李长伟等成一处,保一处.(3)加强曲线养护,整治超限轨距.大秦重车线半径小于1000m的曲线,在大运量,大轴
16、重的冲击下,钢轨侧磨十分严重,同时轨距扩大,超限严重,降低了钢轨使用寿命,影响机车平衡运行和安全.针对钢轨侧磨严重问题,除日常维修,养护和成段更换钢轨外,对曲线地段钢轨进行涂油,减少轮轨摩擦阻力,减缓钢轨侧磨,提高钢轨使用寿命.茶坞工务段成立了焊补班,及时对钢轨出现的马鞍形,擦伤,掉块进行打磨.(4)普通线路和无缝线路的差别在于轨缝.由于轨缝的存在,产生钢轨不连续性,加大了钢轨接头处的冲击力,致使钢轨接头病害频频发生.钢轨接头养护投入工时占线路投入工时的60%以上,而铁路线路修理规则规定的综合维修周期标隹中,无缝线路180Mt,普通线路90Mt是针对钢轨接头制定的.钢轨接头成为保养与补修的主要
17、工作,延长其养护周期,也就延长了综合维修周期.钢轨接头养护必须根据每个接头的实际情况,采取综合整治措施:一是根据气温变化情况,及时调整和保持适合的轨缝;二是保持接头螺栓和扣件扭力,使接头部分的连接处于稳定状态:三是接头处的道床捣固质量良好;四是对低接头进行平轨处理:五是对下弯的夹板更换为上弯夹板或减振夹板:六是重视轨面修理,对轨端不均匀磨耗,掉块,擦伤等缺陷与病害,采取打磨等措施整治;七是改善接头处的道床弹性,对板结和翻浆道床进行清筛作业,更换道砟;八是改善轨下弹性垫层,保持良好弹性,采用高弹胶垫,TD型复合胶垫或热塑性弹性体垫板.(5)重视路基设施养护.路基的变化直接弓l起轨道结构变化,重载
18、铁路路基下沉是路基的主要病害,因此日常的养护和维修中,应重视路基及其附属设施的养护.按目前的立体养护标;隹,应对路基的各类排水设施,浆砌护坡,浆砌骨架,浆砌护肩,路基边坡及路基边坡植被等进行经常性的检查与保养,对路基边坡植被缺少地段及时种草或栽种紫穗槐.通过对路基及其附属设施的养护,保持路基的稳定状态.(6)加强桥梁,隧道设备的检修.定期对桥梁,隧道设备检查,对重点部位登记,随时发现问题随时解决,对短期不能解决的问题,在综合维修天窗施工中进行专项整治.加强隧道的清淤,清污工作,保持轨道断面清洁.4完善考核制度,建立激励机制狠抓管理,层层落实,确保安全.为调动广大职工生产的积极性,利用经济杠杆作
19、用,激励维修作业和提高作业质量,提倡按标;隹干活,干标;隹活,纠正非标准作业,使有限的劳力得到充分利用.制定一套考核激励机制,如维修工费,料费按车间实行承包,重点工作单项清算,月末对设备均衡性随机抽验,发现的病害换算到车间的设备上,加大了考核力度,为提高设备质量打下良好基础.逐级负责,责任到人,严格执行标准化作业和落实精细化管理.为有效地组织维修工作,基层实施定人员,定设备,定质量,定安全,定指标,定职责的六定管理,按基层人员和设备情况,成立几个作业组,每个作业组定人员,定设备数量,定质量指标,定成本指标,定安全责任,定管理职责,每月对作业组的设备保养情况,任务完成情况和安全生产情况进行检查考
20、核,根据考核结果兑现奖励工资.这样的管理方法,一方面可使基层生产任务和安全职责层层落实,使职工明确生产和安全责任,增强了责任心:另一方面可使基层的每项工作具体落实到人,保证基层各项生产和安全指标顺利完成.现场作业应积极推行全项目作业法,并与标准化有效结合.全项目作业法是指日常维修作业中把维修项目尽可能做全,杜绝出现作业项目单一现象.例如,某段线路进行方向整修,不能单一进行拨道作业,同时应检查线路高低,水平,接头,钢轨,标志和标记,路基等,发现问题也要整治.推行全项目作业旨在提高生产效率,避免某段线路今天改道,明天起道,后天拨道的重复作业.标准化作业是指任何维修和养护作业,无论作业量大小,应严格执行铁路线路修理规则,作业中不能因任何原因简化作业程序:延长设备使用周期,有效提高作业效率,并采用逐级负责,责任到人的精细化管理方式,合理安排作业计划,有效提高作业质量,保持线路均衡平稳,超额完成运输计划.责任编辑葛化一收稿日期2009-05-1457