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2l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，以提高設備質量、確保軌道狀態(tài)

2、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第二節(jié)第二節(jié) 鐵路軌道檢測與質量評定鐵路軌道檢

3、測與質量評定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

4、移觀測l鋼軌焊接接頭的表面質量及平直度檢查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 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

5、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 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

6、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

7、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量評定二、鐵路軌道不平順的質量評定l1 1、軌道靜態(tài)不平順的質量評定、軌道靜態(tài)不平順的質量評定l軌道靜態(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)常保持良好和質量

8、均衡。l2 2、軌道動態(tài)不平順的質量評定、軌道動態(tài)不平順的質量評定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軌道質量指數(shù)軌道質量指數(shù) (TQI-Track 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)質量用軌道質量指數(shù)(TQI)評定，反映軌道不平順質量狀態(tài)。將線路劃分為200 m或500m一個單元區(qū)段，每250mm采

9、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。71iiTQI211()niijijjxxn精品課程軌道工程 Railway Track Engineering北京交通大學軌道教研室15軌道質量指數(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 2.221.61.92.115.0max 160 km/h1.52 1.621.11.31.410.O200m/hmax2

10、50m/h波長范圍波長范圍為為1.542m1.32 1.220.71.11.28.0波長范圍波長范圍為為1.570m2.82 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

11、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)質量評定線路設備保養(yǎng)質量評定l線路、道岔保養(yǎng)質量評定，是考核線路、道岔養(yǎng)護質量的基本指標，也是安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容線路設備修理基本內容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

12、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、線路設備大修及其基本內容一、線路設備大修及其基本內容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

13、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容二、線路設備維修及其基本內容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)

14、常性養(yǎng)護，以保持線路質量處于均衡狀態(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 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

15、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

16、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)進行科學的評價。l高速鐵路除目前對軌道質量狀態(tài)控制的指標外，還以車體振動加速度和轉向架振動加速度來評價軌道質量狀態(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)著三個轉變l從定性和傳統(tǒng)經(jīng)驗向定量化科學管理轉變；l對軌道狀態(tài)和質量的檢測從靜態(tài)向動態(tài)和綜合檢測轉變；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

17、、智能化系統(tǒng)轉變。精品課程軌道工程 Railway Track Engineering北京交通大學軌道教研室26l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

18、道信息系統(tǒng)國家國家使用使用者者系統(tǒng)名稱系統(tǒng)名稱系統(tǒng)內容特點、操作情況系統(tǒng)內容特點、操作情況 德國德國德國德國 國鐵國鐵SISTEMIDINAMICS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MARPAS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。

19、型，決定更換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。REPOMAN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，功能正在逐步改善。步改善。 瑞

20、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)內容特點、操作情況系統(tǒng)內容特點、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

21、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、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

22、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、材質等數(shù)據(jù)。軌道高低不平順預測和運量的關軌、材質等數(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 種的軌道品質種的軌道品質指標，輸出鋼軌、軌枕、

23、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國內主要開發(fā)的信息系統(tǒng)國內主要開發(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)PWMISMapstream 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