客运专线线桥设备维护之科技攻关的作用

周 莉 上海铁路局合肥工务段

目前我国正处在客运专线大规模建设时期，合肥工务段作为中国特大型企业上海铁路局的一个重要基层站段，2008年元月接管了中国国内首条客运专线--合宁客运专线；2008年11月，又接管了合武客运专线（安徽段）。合宁、合武两条客运专线的设计时速都在200～250km/h。经过一年多的开通运营，合宁、合武客运专线在线路及相关设备的养护维修以及桥梁检查等方面都遇到了一些难题，如18号高速道岔的养护维修、无砟轨道病害的整治以及无法进入桥梁进行设备检查等等。由于客运专线所使用的部件的性能、技术水平、养护维修的标准等都高于普通线路，在国内又无经验、资料可借鉴，以致于合宁、合武两条客运专线的养护、维修都面临着严峻的考验。

1 客运专线的特点

1.1 客运专线与普通线路的区别

客运专线是以客运为主的快速铁路。客运专线以高速和快速技术为支撑，列车运行速度实现了历史性的跨越。目前在我国，铁路等级除Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级外又增加了“客运专线”"等级，时速200～350km/h的铁路统称为客运专线，曲线半径一般在2200m以上。客运专线和高速铁路有砟轨道在结构上与普通铁路有砟轨道相比没有本质的区别，只是在部件性能、技术水平和养护维修等方面标准更高、要求更严。具体要求如下：

1.1.1 稳定的轨道结构

在高速客运专线条件下，轨道各部件的静力强度已不是对轨道整体结构承载能力起控制作用的因素。客运专线和高速铁路的轨道结构，必须保证最高程度的稳定。

1.1.2 平顺的运行表面

是否能够实现高平顺性的标准是高速铁路建设成败的核心问题。轨面不平顺将影响行车平稳和舒适，严重时会危及行车安全和造成轮轨部件损伤。设计、施工、监理、养修各个环节都应该十分重视高速铁路的平顺性问题。为保证运行表面的平顺，客运专线和高速铁路必须采用无缝线路。

1.1.3 良好的轨道弹性

轨道具有良好的弹性包括两方面的涵义：

（1）为高速行车引起的振动起到“吸振”作用的足够的弹性；

（2）沿轨道纵向弹性的均匀性。

有砟轨道的弹性主要由散粒道砟道床和轨下垫层提供；

无砟轨道的弹性主要由混凝土道床与轨道板之间的乳化沥青水泥砂浆和轨下垫层提供。

1.1.4 可靠的轨道部件

客运专线和高速铁路的轨道结构是极其重要的工程结构，要求其具有极高的安全可靠性，对轨道各部件也提出了极其严格的性能和质量要求。轨道结构在运行中除要确保轨道部件的可靠性外，各部件的良好整合也十分重要。1.1.5便利的养护维修

不同的轨道结构养护维修方式绝然不同，但从运营要求看，却具有一定的共同要求。

(1)养护维修方便；

(2)“天窗”维修制度；

(3)轨面平顺性；

(4)长、短波不平顺。

1.2 合宁、合武客运专线的特殊性

合宁客运专线是我国首条开通运营的客运专线，合武客运专线的三座无砟轨道隧道也是我国无砟轨道的首次铺设，因此两条客运专线都具有很大的特殊性。两条客运专线开通运营至今，通过观察及日常的养护维修作业发现了一些不同于普通线路的问题，影响着客运专线的稳定性、安全性。

1.2.1 高速道岔存在的问题

我局内合宁、合武线共有正线高速道岔120组，均采用法国富顺通-科吉富公司技术生产的P60kg18号高速道岔。合宁、合武客运专线列车在开行后，路局领导及相关部门在动态添乘检查中，不断发现道岔区机车摇晃，尤其转辙部位摇晃情况较为明显。动态添乘Ⅱ、Ⅲ级报警较多，人体感觉不良。

1.2.2 无砟轨道存在的问题

移民扶持资金的专项专用，是保证资金利用效率的基础条件。一方面，相关部门领导要综合考量移民工作实际，为移民管理机构有效地解决人员编制和工作经费不足的问题，保证移民机构工作的顺利开展，有效规避移民扶持资金使用中可能出现的挤占和挪用问题。同时，基于移民机构与县级财政部门沟通效率的重要作用，应建立起科学高效的信息交流机制，保证移民机构能够将资金报账资料及时有效地上报到县级财政部门。另外，为保证移民扶持资金的专款专用，还要在资金管理中实施转账管理制度，保证资金管理的安全性与专属性。

目前，国内近两年才开始建设高速铁路隧道内的无砟轨道，已经建成的合武铁路因穿越大别山山脉而修建了多座无砟轨道结构的隧道。合肥工务段管内的高速铁路隧道主要有3座，共计23.734km，其中最长的为金寨隧道，里程为 K600.938～K611.704，长 10.766km。合武线250km高速铁路隧道内无砟轨道在我国还是首次铺设，目前对掌握无砟轨道的几何形位变化规律、隧道内底板不均匀沉降的整治及整体产床板与双块式轨枕处横向惯裂纹的整治等都没有成功的经验、方法可借鉴。

1.2.3 桥梁检查存在的问题

局内合宁、合武客运专线共有桥梁99座，合计长度53.93km，其中合宁线共有桥梁71座，合计长度22.693km；合武线共有桥梁28座，合计长度21.237km。桥梁人行道与梁体为一次性整体预制，无下桥检查孔和下桥梯，而且，线路至桥梁两桥台均被栅栏网封闭，致使桥梁支座无法正常检查。为了检查支座，每次均用汽车拉3把爬梯到桥下，且水中墩无法检查，加大了工作量。

2 运用科技手段，解决客运专线问题

针对合宁、合武客运专线出现的上述问题，段科技领导小组坚持走科技保畅通之路，迅速组织线路科、路桥科等主要业务部门主管及技术骨干分别成立相应课题攻关小组，对客运专线上18号道岔的养修技术标准、客专线上增设桥梁支座查检设备及客专线隧道内无砟轨道病害的整治等进行课题攻关。与此同时，为了争取到更广泛、更有力的技术、资金支持，把客运专线上出现的这些新的问题更好地解决，积极向上海铁路局申报了相应科研立项。其中“250km/h有砟轨道18号道岔养修技术与标准研究”被列为铁道部立项项目；“200～250km/h客运专线高速隧道内无砟轨道养修技术研究”被列为路局立项项目。在路局技术中心、工务处的指导、帮助及我段课题组成员的共同努力下，上述项目进展顺利，已初显成效。

2.1 “250km/h 有砟轨道18 号道岔养修技术与标准研究”项目

经过一系列的分析、研究，该项目采用了以下科学、有效的措施：

2.1.1 大机捣固

道岔捣固车对状态不良高速道岔按照抄平资料进行捣固和激光拨道，使水平和方向控制在2mm范围内，做到道岔区段大平与大方向良好。

2.1.2 道岔打磨

(2)组织人工对道岔转辙部位及直尖轨光带线型不良、焊接接头等处所进行人工打磨，以改善车轮轮对运行的轮廓线。

(3)工电联整。对合宁、合武150组高速道岔进行工电联合整治，并对道岔状态不良、人体添乘摇晃的道岔，联合电务再次进行工电联整。

(4)弦线拨道、改道法。高速道岔讲究的是精修细养，对道岔的轨道几何状态要求严格，利用40m弦线逐根测量出方向、高低，做到轨距控制在±1mm以内，轨距递减率控制在0.3‰以内。

通过对合宁、合武客专线150组高速道岔的全面整治，利用线路检查仪添乘动车组进行动态添乘检查，仪器Ⅲ级报警处所明显减少，人体摇晃感觉明显改善，部动检车、轨检车偏差数据大幅度减少，高速道岔保持优良等级。道岔区段的线型得到了很好的保持，大大减少了线路工区的道岔养护工作量，节约了成本、减少了维修费用的投入，取得了良好的经济效益。

2.2 “200～250km/h客运专线高速隧道内无砟轨道养修技术研究”项目

该项目专门针对无砟轨道病害整治及无砟轨道养修技术进行研究。根据无砟轨道本身的特点及其养修方法研究的难度，由合肥工务段、上海同济大学及上海路局工务处联合成立了项目研究小组。经过项目组成员的认真分析、研究，制定了系统的研究、实施方案。

2.2.1 研究无砟轨道几何形位的变化规律的研究

(1)选择2座隧道作为现场观察试验段，每段线路长度200m以上；

(2)人工测量轨距、水平、方向、高低，每个月测量一次，连续测量6个月；

(3)利用轨道几何形位测量仪，每个月测量一次轨道几何形位；

(4)利用轨检车测量资料，分析轨道几何形位变化，在课题研究期内，至少4次轨检车测量资料；

(5)利用高精度水准仪测量大轨面，每个月一次，共测量6次；

(6)统计分析两次测量之间的线路通过总重。

2.2.2 动车组添乘检查

(1)现场调研，结合动车组添乘检查，确定引起晃车的地点；

(2)地面检查线路，确定晃车地点，检查线路状态。主要检查内容有：轨道几何状态、钢轨表面状态、扣件扣压力、道床板与基床密贴情况等。

2.2.3 研究轨温变化对无砟轨道的影响

测量轨温和轨道几何形位，分析两者之间的关系。

2.2.4 无砟轨道的病害的整治方法的初步探讨

根据无砟轨道的几何形位变化规律和钢轨、扣件等轨道部件的伤损，提出相应的无砟轨道病害整治措施，初步确定无砟轨道的检查周期与养护周期。

2.2.5 无砟轨道养护方式初步探讨

研究在无砟轨道检查、养护的天窗类型，天窗时间，机具配置，劳力组织等，初步最终形成无砟轨道的养修模式。

2009年6 月以来，通过对代表性区段线路的调查、数据收集及分析，已确定了晃车的准确地点，初步确定无砟轨道的检查与养护周期，进而形成隧道内无砟轨道养修办法，为制定相应的修程修制提供了依据。通过弯轨、打磨及改道处理等，无砟轨道的病害也得到了相应的治理。

2.3 桥梁支座检查方案

合宁线200～250km/h线路（全封闭线路）共有桥梁52座。其桥梁两侧均为钢筋混凝土整体式遮板，人行道与梁体为一次性整体预制，没有下桥检查孔和梯，致使桥梁支座无法检查。为了解决桥梁支座检查和定期保养问题，我段与铁四设计院的技术人员一起对200～250km/h客专线桥梁进行了分类统计和数据分析，根据现场情况对不同的桥梁进行了不同设计，通过增设桥梁设备及在桥梁墩上方遮板上开0.6×0.8(m)孔的办法，解决了该难题。该项目目前正在申请路局科研示范性推广项目，以便在客运专线上推广应用。

3 结束语

我国目前正在建设的以客运专线为主的一系列的高速铁路，是在普通线路原理的基础上，运用科学的方法设计、研制、建设出来的高科技含量、高技术水平的新型铁路，对于其开通运营后出现的新问题，只有运用科技的力量、科学的方法去观察、试验、分析，制定方案，才能科学、有效地加以解决。实现科学建设、科学养护。合宁、合武客运专线养护维修模式探索的成功，不仅是合宁、合武客运专线的运行安全的“护身符”，对其它已修建及待修建的客运专线将来正确养护维修也起着科学的指导和借鉴作用。