动态质量分析在青荣城际运营初期线路维修工作中的应用

张忠浩

摘 要：有砟轨道由于铺设简便、造价低廉、易于维修，在高速铁路中广泛应用。有砟轨道在列车和环境荷载作用下，散体道床的劣化导致轨道几何难于保持，形成轨道不平顺，研究轨道质量状态的发展规律对指导线路维修具有重要意义。

关键词：有砟轨道；轨道质量状态；线路维修工作

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.080

0 引言

本文通过研究青荣城际铁路开通两年来的动态质量变化情况，从而探索其运营初期的轨道质量状态变化规律，进而对今后的线路维修工作提出合理建议。

1 线路概况

青荣城际铁路纵贯山东半岛，连通青岛、烟台、威海等地市及港口，2014年12月28日开通了济南、烟台、威海、荣成方向，青岛方向暂未开通。青荣城际铁路正线线路长度277公里，以有砟轨道为主，一次铺设跨区间无缝线路，设计行车速度为250km/h，最小曲线半径一般为 4000m。全线共设桥梁166座，桥长合计153公里，占线路全长的55%。

2 研究方法

自2015年1月开始，综合检测列车每月对青荣城际的轨道质量状态进行动态检测，累计检测线路47次，剔除雨水干扰及检测设备，有效检测次数39次，动态检测数据包含了轨道动态质量状态的各项参数，通过分析可以实现轨道质量状态的整体评价、发展趋势预测以及预警等功能。本文主要通过对某段线路开通以来所有检测数据的各单项TQI指数和 TQI 均值情况进行分析和评价，研究其维修周期内轨道质量状态的发展规律，从而探索青荣城际有砟轨道运营初期轨道质量状态的一般发展规律。

3 数据分析

3.1 选取研究对象

选取2015年1月至2016年11月期间综合检测列车对青荣城际上下行K40+000-K44+000的动检数据进行分析。该段有砟轨道全部位于特大桥上，人工作业不便，期间经历过一次线路大机维修，用来研究其维修周期内的轨道质量状态非常具有代表性。

3.2 TQI在轨道运营过程中的发展趋势

TQI是反映区段轨道质量的重要指标，将该区段（8KM）线路的有效检测数据，按月取两次检测的TQI平均值，从而探寻轨道状态的发展规律。如图1所示，通过折线图可以很直观的看出2015年1月-2016年11月TQI均值一直是呈线性增长的，增长率平均为0.0829 /月，轨道质量持续下滑。转折点出现在2015年12月，由于该段线路在月初时经过一次线路大机维修，当月TQI均值陡然下降，改善量为1.59，轨道质量显著提升。此后TQI均值再次呈线性增长，增长率平均为0.1000 /月，轨道质量状态再次持续劣化。分析可知，由于有砟轨道在列车重复荷载的作用下，轨道质量状态随着时间的发展而逐渐劣化，当轨道状态劣化到一定程度时，通过工务部门的综合维修，此时轨道状态又会恢复到一个新的水平，周而复始。

3.3 各单项TQI指数在轨道运营过程中的发展趋势

按月统计该区段高低、 轨向、 轨距、 水平和三角坑五个单项的TQI指数来研究其对轨道整体质量状态的影响及各自的发展规律。

通过图2可以看出，高低TQI指数与整体的TQI均值变化趋势非常相似，2015年1月-2015年11月TQI均值一直是呈线性增长的，增长率平均为 0.0631/月，大机维修后高低TQI指数减低了1.09，此后TQI指数再次持续增长，增长率平均为 0.0592/月；轨向TQI指数随时间的变化较缓慢，大机维修前，增长率为0.0139/月，大机维修后，轨向TQI指数降低了0.01，大机维修效果不明显，此后的增长率为0.0125/月。通过图3可以看出，轨距TQI指数一直保持在0.4左右，且与是否经历线路大机维修没有直接联系；水平TQI指数在大机维修前缓慢增长，增长率为0.0052/月，后3个月TQI指数稳定在0.55左右，大机维修后TQI指数降低了0.2，有所改善，此后增长率为0.013，最后4个月TQI指数稳定在0.50左右。三角坑TQI指数的发展趋势与水平基本一致，不再赘述。分析可知，青荣城际开通初期的11个月间，桥上有砟轨道质量状态随时间持续劣化，高低是其首要影响因素，其次是轨向，再次是水平，如图4所示。大机维修后的11个月间，轨道质量状态劣化速率加快，高低是其首要影响因素，其次是三角坑，再次是水平，如图5所示。大机维修能显著改善轨道的质量状态，提升最大的单项是高低，其次是水平，再次是三角坑，如图6所示。大机维修8个月后，轨向、水平、三角坑变化缓慢，TQI指数趋于稳定，高低质量仍持续劣化。

4 如何安排线路维修

4.1 线路维修的主要手段

对线路进行综合维修能有效改善轨道整体的状态质量，目前青荣城际进行综合维修主要作业手段是利用大型养路机械，因此合理安排线路大机维修对提升轨道整体的质量至关重要。

4.2 大机维修区段的选取

通过对大机维修对各项目改善情况的研究，大机维修主要改善的是高低。因此，应首先利用近期动检车数据筛选出TQI大值区段，再进一步筛选高低单项TQI大值区段，综合考虑，确定大机综合维修区段。以目前青荣城际的实际情况建议：线路TQI均值超过4.4，高低TQI超过1.6才考虑大机维修，TQI均值超过4.6，高低TQI超過1.8优先安排。另外，还要考虑大机作业的连续性，减少插机次数，应选取连续的TQI大值区段，状态不良地段较短时，不建议进行大机综合维修。

4.3 大机维修周期的探讨

基于之前对轨道劣化率的研究，在单纯利用线路大机进行综合维修的情况下，要达到青荣城际正线平均TQI值3.8以内的目标，大机维修的合理周期约为16-18个月。

4.4 其他综合维修手段

大机捣固次数过多会影响线路标高、导致线路缺砟、浪费人物力，况且大机数量满足不了这种周期要求。因此段及车间必须加强对轨道质量状态的分析，大机作业之外，合理制定月度检查维修计划，用人工集中作业手段进行有计划、有重点的综合整修。

5 结论

（1）有砟轨道质量状态随时间的发展逐渐劣化，大机维修能显著改善轨道质量状态，大机之后，再次呈线性增长趋势。

（2）高低TQI指数随时间的发展规律与轨道整体TQI均值的发展规律非常相近，高低劣化是导致轨道整体状态质量劣化的主要因素，轨距在较长时间内一直保持稳定状态。

（3）通过线路大机作业前后对比，5个单项指数中改善最明显的是高低，其次是水平。大机维修后，劣化最快的是高低，其次是三角坑。大机维修后9个月除高低持续劣化以外，其余4个单项指数较小，趋于稳定。

（4）因高低是影响轨道整体质量状态的首要因素，而利用线路大机进行综合维修时，对高低质量指数的改善是最明显的，因此选取大机作业地段时，TQI均值不应作为唯一指标，高低单项的TQI指数

也很重要，此外，还要考虑大机作业区段的连续性。

（5）线路大机维修是综合维修的主要手段，但是以目前青荣城际的大机作业水平和轨道质量状态变化规律，依靠其保持轨道质量状态的周期约为16-18个月，因各种因素的限制，很难满足要求。因此，在维修工作中，段及车间要加强轨道质量状态分析，科学的安排大机维修，合理的安排人工捣固整修，从而提高轨道质量状态。

参考文献：

[1]翟胡超，王超，王万锦.轨道质量指数及其在线路维修中的应用[B] .铁道技术监督，2016（01）：0019-04.

[2]任守安.基于轨道质量状态的高铁轨道维修周期预测[A].呼和浩特铁路局集宁工务段，2015.