軌道結構的維修與管理

1、精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室1 第九章第九章 軌道結構的維修與管理 Track Maintenance & Management 軌道工程 Railway Track Engineering 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室2 l鐵路線路是鐵路運輸?shù)幕A設施，這一連續(xù)的長大工 程結構物，在機車車輛荷載作用和自然條件影響下， 隨著通過總重的累積，必然發(fā)生殘余變形的增加，使 線路平順性惡化，軌道結構及部件產(chǎn)生傷損。因此， 必須對軌道結構及時進行科學的檢測和修理，以提高 設備質(zhì)

2、量、確保軌道狀態(tài)良好并符合技術標準，保證 列車運行的平穩(wěn)、安全和正點。 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室3 第一節(jié)第一節(jié) 線路設備修理線路設備修理 l一、線路設備修理原則一、線路設備修理原則 l線路設備大修: 運營條件匹配，軌道結構增強。 修理周期合理，線路質(zhì)量均衡. l線路設備維修: 預防為主，防治結合，修養(yǎng)并重 l二、線路設備維修管理組織二、線路設備維修管理組織 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室4 第二

3、節(jié)第二節(jié) 鐵路軌道檢測與質(zhì)量評定鐵路軌道檢測與質(zhì)量評定 l線路設備修理應建立在科學的檢測基礎上，現(xiàn)代信 息技術的應用，為線路維修的科學決策奠定了堅實 的基礎。 l鐵路軌道檢測主要包括幾何形位和軌道結構及部件 的狀態(tài)檢測 。 l我國鐵路對軌道幾何尺寸的管理，實行靜態(tài)管理與 動態(tài)管理相結合的管理模式。線路和道岔軌道幾何 尺寸靜態(tài)管理值標準，包括軌距、水平、三角坑、 軌向、高低等項目。 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室5 一、鐵路線路不平順的靜態(tài)和動態(tài)檢查一、鐵路線路不平順的靜態(tài)和動態(tài)檢查 （一）線路靜態(tài)檢查（一）線路靜態(tài)檢查 l1.1.線

4、路靜態(tài)檢查線路靜態(tài)檢查 l正線線路和道岔 l曲線正矢 l無縫線路長軌條位移觀測 l鋼軌焊接接頭的表面質(zhì)量及平直度檢查 l線路病害地段和薄弱處所檢查 l2.2.線路靜態(tài)檢測設備線路靜態(tài)檢測設備 l道尺（軌距尺）或數(shù)字道尺 l軌道檢查儀 l弦線 l基尺和電子平直尺 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室6 道尺與數(shù)字道尺道尺與數(shù)字道尺 道尺是檢測鐵路軌道軌距、水平和超高的主要靜態(tài)測量工具。數(shù)字 道尺是智能化的基于計算機的軌道幾何形位靜態(tài)測量工具，測量精 度高、速度快、自動化程度高、顯示清晰直觀、方便快捷、經(jīng)濟。 精品課程軌道工程 Railway

5、 Track Engineering 北京交通大學軌道教研室7 軌道檢查儀軌道檢查儀 l也稱軌檢小車，用于測量軌道靜態(tài)幾何參數(shù)，配有各種高 精度的傳感器、無線電通訊設備、戶外計算機，借助專業(yè) 軟件用于控制測量和數(shù)據(jù)存儲管理，數(shù)據(jù)采集速度快、數(shù) 量大，能及時地進行分析與報警。線路檢查儀可以測量軌 道的幾何尺寸及三維絕對坐標，自動測量軌距、水平（三 角坑）、高低和軌道360橫斷面。 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室8 弦線 l弦線用于檢測軌道的高低和方向。標準有10m長、 20m長弦線等檢查。 精品課程軌道工程 Railway Track

6、 Engineering 北京交通大學軌道教研室9 基尺和電子平直尺基尺和電子平直尺 l對鋼軌波磨等不平順，以往通常采用基尺和塞尺 進行測量。塞尺厚度為0.11.0mm不等，可隨意組 合成各種厚度。 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室10 無縫線路爬行觀測設備無縫線路爬行觀測設備 l當長軌條鋪設鎖定之后，即在與觀測樁相對應的 鋼軌上做好標記，作為觀測鋼軌爬行的觀測點。 l在日常管理中，要對爬行觀測樁和軌長標定的設 標點進行定期觀測，并互相核對。 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室

7、11 （二）線路動態(tài)檢查（二）線路動態(tài)檢查 l線路動態(tài)檢查主要是通過軌檢車的檢查，了解和掌握線路局 部不平順(峰值管理)和線路區(qū)段整體不平順(均值管理)的動 態(tài)質(zhì)量，指導線路養(yǎng)護維修工作。目前也使用添乘儀、車載 動態(tài)檢查儀等輔助動態(tài)檢測手段。 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室12 激光軌距測量裝置激光軌距測量裝置 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室13 二、鐵路軌道不平順的質(zhì)量評定二、鐵路軌道不平順的質(zhì)量評定 l1 1、軌道靜態(tài)不平順的質(zhì)量評定、軌道靜態(tài)不平順的質(zhì)量評定 l軌道

8、靜態(tài)檢測評價標準按鐵路的行車速度、線路類別、作 業(yè)類別確定。在鐵路線路修理規(guī)則中，制定了綜合維 修、經(jīng)常保養(yǎng)、臨時補修等各項維修作業(yè)驗收標準的三道 防線，使軌道幾何尺寸經(jīng)常保持良好和質(zhì)量均衡。 l2 2、軌道動態(tài)不平順的質(zhì)量評定、軌道動態(tài)不平順的質(zhì)量評定 l軌道檢查車對軌道動態(tài)局部不平順(峰值管理)檢查的項目 為軌距、水平、高低、軌向、三角坑、車體垂向振動加速 度和橫向振動加速度七項. l軌道質(zhì)量指數(shù) (TQI-Track Quality Index) 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室14 軌道質(zhì)量指數(shù)軌道質(zhì)量指數(shù) (TQI-Trac

9、k Quality Index) l軌道檢查車檢查線路區(qū)段整體不平順(均值管理)的動態(tài)質(zhì) 量用軌道質(zhì)量指數(shù)(TQI)評定，反映軌道不平順質(zhì)量狀態(tài) 。將線路劃分為200 m或500m一個單元區(qū)段，每250mm采 集軌距、軌向(左， 右)、高低(左，右)、水平及三角坑等 七項不平順參數(shù)，每單元區(qū)段每單項采集800個或2000個 數(shù)據(jù)， 經(jīng)計算機處理得出標準差的統(tǒng)計特征值， 以單項 或七項和來表示軌道幾何不平順狀態(tài)的程度。 7 1 i i TQI 2 1 1 () n iijij j xx n 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室15 軌道質(zhì)量

10、指數(shù)(TQI)管理值 項項 目目高低高低 軌向軌向 軌距軌距 水平水平 三角三角 坑坑 TQI 管理管理 值值 max160m/h2.52 2.221.61.92.115.0 max 160 km/h1.52 1.621.11.31.410.O 200m/hmax2 50m/h 波長范圍波長范圍 為為1.542m 1.32 1.220.71.11.28.0 波長范圍波長范圍 為為1.570m 2.82 2.02 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室16 軌道狀態(tài)圖軌道狀態(tài)圖 l將線路上TQI數(shù)據(jù)（或單項指數(shù)）以直方圖的形式表 示出來，圖中

11、橫坐標表示單元區(qū)段的位置，縱坐標表 示TQI數(shù)值的大小，橫線是TQI管理目標值，從軌道狀 態(tài)圖可直觀地看出軌道狀態(tài)的好壞，便行進行質(zhì)量控 制。 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室17 三、鐵路軌道設備狀態(tài)的檢測與評定三、鐵路軌道設備狀態(tài)的檢測與評定 l1 1、線路設備狀態(tài)評定、線路設備狀態(tài)評定 l線路設備狀態(tài)評定是對正線線路設備質(zhì)量基本狀 況的檢查評定，是考核各級線路設備管理工作和 線路設備狀態(tài)改善情況的基本指標。 l2.2.線路設備保養(yǎng)質(zhì)量評定線路設備保養(yǎng)質(zhì)量評定 l線路、道岔保養(yǎng)質(zhì)量評定，是考核線路、道岔養(yǎng) 護質(zhì)量的基本指標，也是安

12、排維修計劃的主要依 據(jù)之一。 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室18 第三節(jié)第三節(jié) 線路設備修理基本內(nèi)容線路設備修理基本內(nèi)容 l線路設備修理分為線路設備大修和線路設備 維修。 l線路設備修理工作內(nèi)容有普通線路換軌大修 、鋪設無縫線路前期工程、鋪設無縫線路、 成段更換再用軌(整修軌)、線路中修、成組 更換道岔和岔枕、成段更換混凝土枕、道口 大修以及隔離柵欄大修。另外還有線路、道 岔綜合維修，線路、道岔經(jīng)常保養(yǎng)，線路、 道岔臨時補修等內(nèi)容。 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室19 一

13、、線路設備大修及其基本內(nèi)容一、線路設備大修及其基本內(nèi)容 l線路上的鋼軌疲勞傷損，軌型不符合要 求，不能滿足鐵路運輸需要時，必須進 行線路大修。 l線路大修 l線路大修、成段更換再用軌(整修軌)、成組更換道 岔和岔枕、成段更換混凝土枕、道口大修、隔離柵 欄大修、其他大修(以上未涵蓋的線路設備大修項 目列其他大修)、線路中修。線路大修分為普通線 路換軌大修和無縫線路換軌大修。無縫線路換軌大 修按施工階段可分為鋪設無縫線路前期工程和鋪設 無縫線路。 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室20 二、線路設備維修及其基本內(nèi)容二、線路設備維修及其基本內(nèi)

14、容 l線路設備維修分為綜合維修、經(jīng)常保養(yǎng)和臨時補修線路設備維修分為綜合維修、經(jīng)常保養(yǎng)和臨時補修 l綜合維修是指根據(jù)線路變化規(guī)律和特點，以全面改善軌 道彈性、調(diào)整軌道幾何尺寸和更換、整修失效零部件為 重點，以大型養(yǎng)路機械為主要作業(yè)手段，按周期、有計 劃地對線路進行的綜合性維修，以恢復線路完好技術狀 態(tài)。 l經(jīng)常保養(yǎng)是指根據(jù)線路變化情況，以養(yǎng)路機械為主要作 業(yè)手段，對全線進行有計劃、有重點的經(jīng)常性養(yǎng)護，以 保持線路質(zhì)量處于均衡狀態(tài)。 l臨時補修是指以小型養(yǎng)路機械為主要作業(yè)手段，及時對 線路幾何尺寸超過臨時補修容許偏差管理值及其他不良 處所進行的臨時性整修，以保證行車安全和平穩(wěn)。 精品課程軌道工程

15、Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室21 第四節(jié)第四節(jié) 無縫線路的養(yǎng)護維修技術無縫線路的養(yǎng)護維修技術 l無縫線路養(yǎng)護維修技術要求和計劃安排 l維修作業(yè)的軌溫條件及注意事項 l應力放散與調(diào)整 l脹軌跑道原因及其防止措施 l鋼軌折斷及其處理 l跨區(qū)間和橋上無縫線路養(yǎng)護維修 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室22 鋼軌折斷及其處理鋼軌折斷及其處理 臌包夾板 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室23 第五節(jié)第五節(jié) 鐵路線路修理機械與機具鐵路線路修理機械

16、與機具 l大型維修機械大型維修機械 l搗固車、動力穩(wěn)定車、道床清篩車、道床配砟整形 車、鋼軌打磨列車、路基面整治機械 l小型維修機械小型維修機械 l液壓起撥道器 l液壓搗固機 l軌縫調(diào)整器、方枕器、直軌器 l鉆孔機 l鋼軌切割機（鋸軌機）、拉伸器、打磨機 l 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室24 第六節(jié)第六節(jié) 高速線路軌道結構的修理特點高速線路軌道結構的修理特點 l高速鐵路線路區(qū)別于一般鐵路線路的主要 特點是高平順性。 l高速鐵路制訂一套科學的軌道狀態(tài)評價與 管理技術標準，即對局部軌道狀態(tài)進行評 價和管理，也對區(qū)段的軌道整體狀態(tài)進行

17、科學的評價。 l高速鐵路除目前對軌道質(zhì)量狀態(tài)控制的指 標外，還以車體振動加速度和轉(zhuǎn)向架振動 加速度來評價軌道質(zhì)量狀態(tài)。 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室25 第七節(jié)第七節(jié) 工務設備維護信息管理與工務設備維護信息管理與 輔助決策技術系統(tǒng)輔助決策技術系統(tǒng) l鐵路工務管理實現(xiàn)著三個轉(zhuǎn)變 l從定性和傳統(tǒng)經(jīng)驗向定量化科學管理轉(zhuǎn)變； l對軌道狀態(tài)和質(zhì)量的檢測從靜態(tài)向動態(tài)和綜合 檢測轉(zhuǎn)變； l軌道管理從分散的單獨的系統(tǒng)向覆蓋全路的綜 合化、網(wǎng)絡化、智能化系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌

18、道教研室26 l世界各國的鐵路工務設備管理信息系統(tǒng)普遍結 合了信息技術、GIS技術及鐵路計劃、檢測、 維護工程的最新技術，能夠更加高效地維護鐵 路基礎設施，優(yōu)化投資計劃和方向，優(yōu)化新建 地區(qū)以及全鐵路的建設。同時根據(jù)軌道實測資 料、過去的歷史紀錄、專家的養(yǎng)修經(jīng)驗，制定 最佳的養(yǎng)護維修作業(yè)計劃，降低養(yǎng)修成本，提 高工務管理部門的勞動生產(chǎn)率，可實現(xiàn)鐵路基 礎設施的計劃、設計、執(zhí)行和維護等方面的輔 助決策支持。 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室27 國 外 鐵 路 主 要 應 用 軌 道 信 息 系 統(tǒng) 國家國家 使用使用 者者 系統(tǒng)名稱系

19、統(tǒng)名稱系統(tǒng)內(nèi)容特點、操作情況系統(tǒng)內(nèi)容特點、操作情況 德國德國 德國德國 國鐵國鐵 SISTEMI DINAMI CS 軌道養(yǎng)護、軌道更新計劃決策支持系統(tǒng)。以系統(tǒng)動態(tài)軌道養(yǎng)護、軌道更新計劃決策支持系統(tǒng)。以系統(tǒng)動態(tài) 理論為基礎，進行長期的經(jīng)濟、技術相互作用的仿真。理論為基礎，進行長期的經(jīng)濟、技術相互作用的仿真。 英國英國 英國英國 國鐵國鐵 MARP AS 軌道養(yǎng)護、軌道更新計劃決策、確定費用支持系統(tǒng)。軌道養(yǎng)護、軌道更新計劃決策、確定費用支持系統(tǒng)。 RRNPV 鋼軌更換計劃決策支持系統(tǒng)。根據(jù)技術、經(jīng)濟分析模鋼軌更換計劃決策支持系統(tǒng)。根據(jù)技術、經(jīng)濟分析模 型，決定更換費用最小的更換周期。型，決定更換

20、費用最小的更換周期。 美國美國 美國美國 伯靈伯靈 頓頓 SMS 軌道養(yǎng)護維修系統(tǒng)。由軌道不平順管理、鋼軌、軌枕軌道養(yǎng)護維修系統(tǒng)。由軌道不平順管理、鋼軌、軌枕 三個系統(tǒng)構成三個系統(tǒng)構成OK、MAY、SHOULD 、MUST四個階四個階 段輸出。段輸出。 REPOM AN 鋼軌更換計劃分析一定區(qū)間的軌道損傷發(fā)生率，和鋼軌更換計劃分析一定區(qū)間的軌道損傷發(fā)生率，和 限界值的關系以區(qū)間進行排序，客觀反映鋼軌磨耗的限界值的關系以區(qū)間進行排序，客觀反映鋼軌磨耗的 情況。情況。 日本日本 JR集集 團團 SMIS 新干線信息管理系統(tǒng)。新干線信息管理系統(tǒng)。1975 年開始使用，功能正在逐年開始使用，功能正在逐

21、 步改善。步改善。 瑞士瑞士 瑞士瑞士 國鐵國鐵 GEV 軌道養(yǎng)護維修計劃決策支持系統(tǒng)。輸出養(yǎng)護方法和養(yǎng)軌道養(yǎng)護維修計劃決策支持系統(tǒng)。輸出養(yǎng)護方法和養(yǎng) 護的工作量對輸出結果進行技術、經(jīng)濟的評價。護的工作量對輸出結果進行技術、經(jīng)濟的評價。 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室28 國 外 鐵 路 主 要 應 用 軌 道 信 息 系 統(tǒng) 國家名稱國家名稱 使用者使用者系統(tǒng)名稱系統(tǒng)名稱系統(tǒng)內(nèi)容特點、操作情況系統(tǒng)內(nèi)容特點、操作情況 荷蘭荷蘭 荷蘭荷蘭 國鐵國鐵 BINCO 養(yǎng)護維修計劃輔助系統(tǒng)。包括由短波長數(shù)據(jù)確定的養(yǎng)護維修計劃輔助系統(tǒng)。包括由短

22、波長數(shù)據(jù)確定的 鋼軌打磨計劃。鋼軌打磨計劃。 波蘭波蘭 波蘭波蘭 國鐵國鐵 DONG確定全面補修計劃。確定全面補修計劃。 KOMPLAN 計算機輔助編制作業(yè)計劃慢行確定、搶修施工、計算機輔助編制作業(yè)計劃慢行確定、搶修施工、 以及軸重限值的確定測量高低、軌向、水平、軌以及軸重限值的確定測量高低、軌向、水平、軌 距不平順值后判定。距不平順值后判定。 法國法國 法國法國 國鐵國鐵 GOP 對高低不平順進行技術、經(jīng)濟分析，根據(jù)搗固作業(yè)對高低不平順進行技術、經(jīng)濟分析，根據(jù)搗固作業(yè) 量最小進行路基和道床的保養(yǎng)。量最小進行路基和道床的保養(yǎng)。 加拿大加拿大 EPMS 軌道養(yǎng)護計劃支持系統(tǒng)。鋼軌損傷、軌枕損傷、

23、軌軌道養(yǎng)護計劃支持系統(tǒng)。鋼軌損傷、軌枕損傷、軌 道不平順發(fā)展進行定量的預測，道不平順發(fā)展進行定量的預測，5年后的狀態(tài)和標準年后的狀態(tài)和標準 進行比較。鋼軌磨耗預測利用運量、曲線半徑、鋼進行比較。鋼軌磨耗預測利用運量、曲線半徑、鋼 軌、材質(zhì)等數(shù)據(jù)。軌道高低不平順預測和運量的關軌、材質(zhì)等數(shù)據(jù)。軌道高低不平順預測和運量的關 系為非線形關系軌道不平順預測理論及輔助決策系系為非線形關系軌道不平順預測理論及輔助決策系 統(tǒng)的研究。軌道養(yǎng)護計劃決策支持系統(tǒng)。利用項目統(tǒng)的研究。軌道養(yǎng)護計劃決策支持系統(tǒng)。利用項目 管理和資源管理對勞動生產(chǎn)率、設備的有效利用進管理和資源管理對勞動生產(chǎn)率、設備的有效利用進 行管理。行

24、管理。 TMAS 軌道養(yǎng)護計劃決策支持系統(tǒng)，預測軌道養(yǎng)護計劃決策支持系統(tǒng)，預測20 種的軌道品質(zhì)種的軌道品質(zhì) 指標，輸出鋼軌、軌枕、道床的更換周期，輸出軌指標，輸出鋼軌、軌枕、道床的更換周期，輸出軌 道搗固、鋼軌打磨周期。道搗固、鋼軌打磨周期。 匈牙利匈牙利 匈牙利匈牙利 國鐵國鐵 PATER軌道不平順的評估、作業(yè)程序的制定。軌道不平順的評估、作業(yè)程序的制定。 歐盟歐盟 歐洲鐵歐洲鐵 路研路研 ECOTRACK 經(jīng)濟的軌道管理系統(tǒng)。軌道狀態(tài)管理、補修作業(yè)計經(jīng)濟的軌道管理系統(tǒng)。軌道狀態(tài)管理、補修作業(yè)計 劃、更換究所作業(yè)計劃的制定。劃、更換究所作業(yè)計劃的制定。 精品課程軌道工程 Railway Track Engineering 北京交通大學軌道教研室29 國內(nèi)主要開發(fā)的信息系統(tǒng)國內(nèi)主要開發(fā)的信息系統(tǒng) 系統(tǒng)名稱系統(tǒng)名稱使用技術使用技術特點特點GIS能能 決策支持決策支持 功能功能 鐵路工務管理鐵路工務管理 信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)PWMIS Mapstream BS模式模式 涵蓋了鐵路工務部門的主要業(yè)涵蓋了鐵路工務部門的主要業(yè) 務，工務線路綜合圖的自動生務，工務線路綜合圖的自動生 成及工