轨道结构的维修与管理

1、精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室1 第九章第九章 轨道结构的维修与管理 Track Maintenance & Management 轨道工程 Railway Track Engineering 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室2 l铁路线路是铁路运输的基础设施，这一连续的长大工 程结构物，在机车车辆荷载作用和自然条件影响下， 随着通过总重的累积，必然发生残余变形的增加，使 线路平顺性恶化，轨道结构及部件产生伤损。因此， 必须对轨道结构及时进行科学的检测和修理，以提高 设备质

2、量、确保轨道状态良好并符合技术标准，保证 列车运行的平稳、安全和正点。 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室3 第一节第一节 线路设备修理线路设备修理 l一、线路设备修理原则一、线路设备修理原则 l线路设备大修: 运营条件匹配，轨道结构增强。 修理周期合理，线路质量均衡. l线路设备维修: 预防为主，防治结合，修养并重 l二、线路设备维修管理组织二、线路设备维修管理组织 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室4 第二

3、节第二节 铁路轨道检测与质量评定铁路轨道检测与质量评定 l线路设备修理应建立在科学的检测基础上，现代信 息技术的应用，为线路维修的科学决策奠定了坚实 的基础。 l铁路轨道检测主要包括几何形位和轨道结构及部件 的状态检测 。 l我国铁路对轨道几何尺寸的管理，实行静态管理与 动态管理相结合的管理模式。线路和道岔轨道几何 尺寸静态管理值标准，包括轨距、水平、三角坑、 轨向、高低等项目。 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室5 一、铁路线路不平顺的静态和动态检查一、铁路线路不平顺的静态和动态检查 （一）线路静态检查（一）线路静态检查 l1.1.线

4、路静态检查线路静态检查 l正线线路和道岔 l曲线正矢 l无缝线路长轨条位移观测 l钢轨焊接接头的表面质量及平直度检查 l线路病害地段和薄弱处所检查 l2.2.线路静态检测设备线路静态检测设备 l道尺（轨距尺）或数字道尺 l轨道检查仪 l弦线 l基尺和电子平直尺 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室6 道尺与数字道尺道尺与数字道尺 道尺是检测铁路轨道轨距、水平和超高的主要静态测量工具。数字 道尺是智能化的基于计算机的轨道几何形位静态测量工具，测量精 度高、速度快、自动化程度高、显示清晰直观、方便快捷、经济。 精品课程轨道工程 Railway

5、 Track Engineering 北京交通大学轨道教研室7 轨道检查仪轨道检查仪 l也称轨检小车，用于测量轨道静态几何参数，配有各种高 精度的传感器、无线电通讯设备、户外计算机，借助专业 软件用于控制测量和数据存储管理，数据采集速度快、数 量大，能及时地进行分析与报警。线路检查仪可以测量轨 道的几何尺寸及三维绝对坐标，自动测量轨距、水平（三 角坑）、高低和轨道360横断面。 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室8 弦线 l弦线用于检测轨道的高低和方向。标准有10m长、 20m长弦线等检查。 精品课程轨道工程 Railway Track

6、 Engineering 北京交通大学轨道教研室9 基尺和电子平直尺基尺和电子平直尺 l对钢轨波磨等不平顺，以往通常采用基尺和塞尺 进行测量。塞尺厚度为0.11.0mm不等，可随意组 合成各种厚度。 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室10 无缝线路爬行观测设备无缝线路爬行观测设备 l当长轨条铺设锁定之后，即在与观测桩相对应的 钢轨上做好标记，作为观测钢轨爬行的观测点。 l在日常管理中，要对爬行观测桩和轨长标定的设 标点进行定期观测，并互相核对。 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室

7、11 （二）线路动态检查（二）线路动态检查 l线路动态检查主要是通过轨检车的检查，了解和掌握线路局 部不平顺(峰值管理)和线路区段整体不平顺(均值管理)的动 态质量，指导线路养护维修工作。目前也使用添乘仪、车载 动态检查仪等辅助动态检测手段。 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室12 激光轨距测量装置激光轨距测量装置 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室13 二、铁路轨道不平顺的质量评定二、铁路轨道不平顺的质量评定 l1 1、轨道静态不平顺的质量评定、轨道静态不平顺的质量评定 l轨道

8、静态检测评价标准按铁路的行车速度、线路类别、作 业类别确定。在铁路线路修理规则中，制定了综合维 修、经常保养、临时补修等各项维修作业验收标准的三道 防线，使轨道几何尺寸经常保持良好和质量均衡。 l2 2、轨道动态不平顺的质量评定、轨道动态不平顺的质量评定 l轨道检查车对轨道动态局部不平顺(峰值管理)检查的项目 为轨距、水平、高低、轨向、三角坑、车体垂向振动加速 度和横向振动加速度七项. l轨道质量指数 (TQI-Track Quality Index) 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室14 轨道质量指数轨道质量指数 (TQI-Trac

9、k Quality Index) l轨道检查车检查线路区段整体不平顺(均值管理)的动态质 量用轨道质量指数(TQI)评定，反映轨道不平顺质量状态 。将线路划分为200 m或500m一个单元区段，每250mm采 集轨距、轨向(左， 右)、高低(左，右)、水平及三角坑等 七项不平顺参数，每单元区段每单项采集800个或2000个 数据， 经计算机处理得出标准差的统计特征值， 以单项 或七项和来表示轨道几何不平顺状态的程度。 7 1 i i TQI 2 1 1 () n iijij j xx n 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室15 轨道质量

10、指数(TQI)管理值 项项 目目高低高低 轨向轨向 轨距轨距 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 波长范围波长范围 为为1.542m 1.32 1.220.71.11.28.0 波长范围波长范围 为为1.570m 2.82 2.02 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室16 轨道状态图轨道状态图 l将线路上TQI数据（或单项指数）以直方图的形式表 示出来，图中

11、横坐标表示单元区段的位置，纵坐标表 示TQI数值的大小，横线是TQI管理目标值，从轨道状 态图可直观地看出轨道状态的好坏，便行进行质量控 制。 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室17 三、铁路轨道设备状态的检测与评定三、铁路轨道设备状态的检测与评定 l1 1、线路设备状态评定、线路设备状态评定 l线路设备状态评定是对正线线路设备质量基本状 况的检查评定，是考核各级线路设备管理工作和 线路设备状态改善情况的基本指标。 l2.2.线路设备保养质量评定线路设备保养质量评定 l线路、道岔保养质量评定，是考核线路、道岔养 护质量的基本指标，也是安

12、排维修计划的主要依 据之一。 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室18 第三节第三节 线路设备修理基本内容线路设备修理基本内容 l线路设备修理分为线路设备大修和线路设备 维修。 l线路设备修理工作内容有普通线路换轨大修 、铺设无缝线路前期工程、铺设无缝线路、 成段更换再用轨(整修轨)、线路中修、成组 更换道岔和岔枕、成段更换混凝土枕、道口 大修以及隔离栅栏大修。另外还有线路、道 岔综合维修，线路、道岔经常保养，线路、 道岔临时补修等内容。 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室19 一

13、、线路设备大修及其基本内容一、线路设备大修及其基本内容 l线路上的钢轨疲劳伤损，轨型不符合要 求，不能满足铁路运输需要时，必须进 行线路大修。 l线路大修 l线路大修、成段更换再用轨(整修轨)、成组更换道 岔和岔枕、成段更换混凝土枕、道口大修、隔离栅 栏大修、其他大修(以上未涵盖的线路设备大修项 目列其他大修)、线路中修。线路大修分为普通线 路换轨大修和无缝线路换轨大修。无缝线路换轨大 修按施工阶段可分为铺设无缝线路前期工程和铺设 无缝线路。 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室20 二、线路设备维修及其基本内容二、线路设备维修及其基本内

14、容 l线路设备维修分为综合维修、经常保养和临时补修线路设备维修分为综合维修、经常保养和临时补修 l综合维修是指根据线路变化规律和特点，以全面改善轨 道弹性、调整轨道几何尺寸和更换、整修失效零部件为 重点，以大型养路机械为主要作业手段，按周期、有计 划地对线路进行的综合性维修，以恢复线路完好技术状 态。 l经常保养是指根据线路变化情况，以养路机械为主要作 业手段，对全线进行有计划、有重点的经常性养护，以 保持线路质量处于均衡状态。 l临时补修是指以小型养路机械为主要作业手段，及时对 线路几何尺寸超过临时补修容许偏差管理值及其他不良 处所进行的临时性整修，以保证行车安全和平稳。 精品课程轨道工程

15、Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室21 第四节第四节 无缝线路的养护维修技术无缝线路的养护维修技术 l无缝线路养护维修技术要求和计划安排 l维修作业的轨温条件及注意事项 l应力放散与调整 l胀轨跑道原因及其防止措施 l钢轨折断及其处理 l跨区间和桥上无缝线路养护维修 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室22 钢轨折断及其处理钢轨折断及其处理 臌包夹板 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室23 第五节第五节 铁路线路修理机械与机具铁路线路修理机械

16、与机具 l大型维修机械大型维修机械 l捣固车、动力稳定车、道床清筛车、道床配砟整形 车、钢轨打磨列车、路基面整治机械 l小型维修机械小型维修机械 l液压起拨道器 l液压捣固机 l轨缝调整器、方枕器、直轨器 l钻孔机 l钢轨切割机（锯轨机）、拉伸器、打磨机 l 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室24 第六节第六节 高速线路轨道结构的修理特点高速线路轨道结构的修理特点 l高速铁路线路区别于一般铁路线路的主要 特点是高平顺性。 l高速铁路制订一套科学的轨道状态评价与 管理技术标准，即对局部轨道状态进行评 价和管理，也对区段的轨道整体状态进行

17、科学的评价。 l高速铁路除目前对轨道质量状态控制的指 标外，还以车体振动加速度和转向架振动 加速度来评价轨道质量状态。 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室25 第七节第七节 工务设备维护信息管理与工务设备维护信息管理与 辅助决策技术系统辅助决策技术系统 l铁路工务管理实现着三个转变 l从定性和传统经验向定量化科学管理转变； l对轨道状态和质量的检测从静态向动态和综合 检测转变； l轨道管理从分散的单独的系统向覆盖全路的综 合化、网络化、智能化系统转变。 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨

18、道教研室26 l世界各国的铁路工务设备管理信息系统普遍结 合了信息技术、GIS技术及铁路计划、检测、 维护工程的最新技术，能够更加高效地维护铁 路基础设施，优化投资计划和方向，优化新建 地区以及全铁路的建设。同时根据轨道实测资 料、过去的历史纪录、专家的养修经验，制定 最佳的养护维修作业计划，降低养修成本，提 高工务管理部门的劳动生产率，可实现铁路基 础设施的计划、设计、执行和维护等方面的辅 助决策支持。 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室27 国 外 铁 路 主 要 应 用 轨 道 信 息 系 统 国家国家 使用使用 者者 系统名称系

19、统名称系统内容特点、操作情况系统内容特点、操作情况 德国德国 德国德国 国铁国铁 SISTEMI DINAMI CS 轨道养护、轨道更新计划决策支持系统。以系统动态轨道养护、轨道更新计划决策支持系统。以系统动态 理论为基础，进行长期的经济、技术相互作用的仿真。理论为基础，进行长期的经济、技术相互作用的仿真。 英国英国 英国英国 国铁国铁 MARP AS 轨道养护、轨道更新计划决策、确定费用支持系统。轨道养护、轨道更新计划决策、确定费用支持系统。 RRNPV 钢轨更换计划决策支持系统。根据技术、经济分析模钢轨更换计划决策支持系统。根据技术、经济分析模 型，决定更换费用最小的更换周期。型，决定更换

20、费用最小的更换周期。 美国美国 美国美国 伯灵伯灵 顿顿 SMS 轨道养护维修系统。由轨道不平顺管理、钢轨、轨枕轨道养护维修系统。由轨道不平顺管理、钢轨、轨枕 三个系统构成三个系统构成OK、MAY、SHOULD 、MUST四个阶四个阶 段输出。段输出。 REPOM AN 钢轨更换计划分析一定区间的轨道损伤发生率，和钢轨更换计划分析一定区间的轨道损伤发生率，和 限界值的关系以区间进行排序，客观反映钢轨磨耗的限界值的关系以区间进行排序，客观反映钢轨磨耗的 情况。情况。 日本日本 JR集集 团团 SMIS 新干线信息管理系统。新干线信息管理系统。1975 年开始使用，功能正在逐年开始使用，功能正在逐

21、 步改善。步改善。 瑞士瑞士 瑞士瑞士 国铁国铁 GEV 轨道养护维修计划决策支持系统。输出养护方法和养轨道养护维修计划决策支持系统。输出养护方法和养 护的工作量对输出结果进行技术、经济的评价。护的工作量对输出结果进行技术、经济的评价。 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室28 国 外 铁 路 主 要 应 用 轨 道 信 息 系 统 国家名称国家名称 使用者使用者系统名称系统名称系统内容特点、操作情况系统内容特点、操作情况 荷兰荷兰 荷兰荷兰 国铁国铁 BINCO 养护维修计划辅助系统。包括由短波长数据确定的养护维修计划辅助系统。包括由短

22、波长数据确定的 钢轨打磨计划。钢轨打磨计划。 波兰波兰 波兰波兰 国铁国铁 DONG确定全面补修计划。确定全面补修计划。 KOMPLAN 计算机辅助编制作业计划慢行确定、抢修施工、计算机辅助编制作业计划慢行确定、抢修施工、 以及轴重限值的确定测量高低、轨向、水平、轨以及轴重限值的确定测量高低、轨向、水平、轨 距不平顺值后判定。距不平顺值后判定。 法国法国 法国法国 国铁国铁 GOP 对高低不平顺进行技术、经济分析，根据捣固作业对高低不平顺进行技术、经济分析，根据捣固作业 量最小进行路基和道床的保养。量最小进行路基和道床的保养。 加拿大加拿大 EPMS 轨道养护计划支持系统。钢轨损伤、轨枕损伤、

23、轨轨道养护计划支持系统。钢轨损伤、轨枕损伤、轨 道不平顺发展进行定量的预测，道不平顺发展进行定量的预测，5年后的状态和标准年后的状态和标准 进行比较。钢轨磨耗预测利用运量、曲线半径、钢进行比较。钢轨磨耗预测利用运量、曲线半径、钢 轨、材质等数据。轨道高低不平顺预测和运量的关轨、材质等数据。轨道高低不平顺预测和运量的关 系为非线形关系轨道不平顺预测理论及辅助决策系系为非线形关系轨道不平顺预测理论及辅助决策系 统的研究。轨道养护计划决策支持系统。利用项目统的研究。轨道养护计划决策支持系统。利用项目 管理和资源管理对劳动生产率、设备的有效利用进管理和资源管理对劳动生产率、设备的有效利用进 行管理。行

24、管理。 TMAS 轨道养护计划决策支持系统，预测轨道养护计划决策支持系统，预测20 种的轨道品质种的轨道品质 指标，输出钢轨、轨枕、道床的更换周期，输出轨指标，输出钢轨、轨枕、道床的更换周期，输出轨 道捣固、钢轨打磨周期。道捣固、钢轨打磨周期。 匈牙利匈牙利 匈牙利匈牙利 国铁国铁 PATER轨道不平顺的评估、作业程序的制定。轨道不平顺的评估、作业程序的制定。 欧盟欧盟 欧洲铁欧洲铁 路研路研 ECOTRACK 经济的轨道管理系统。轨道状态管理、补修作业计经济的轨道管理系统。轨道状态管理、补修作业计 划、更换究所作业计划的制定。划、更换究所作业计划的制定。 精品课程轨道工程 Railway Track Engineering 北京交通大学轨道教研室29 国内主要开发的信息系统国内主要开发的信息系统 系统名称系统名称使用技术使用技术特点特点GIS能能 决策支持决策支持 功能功能 铁路工务管理铁路工务管理 信息系统信息系统PWMIS Mapstream BS模式模式 涵盖了铁路工务部门的主要业涵盖了铁路工务部门的主要业 务，工务线路综合图的自动生务，工务线路综合图的自动生 成及工