都市快轨交通 · 第20卷 第6期2007年12月土建技术URBAN RAPID RA IL TRANSIT城轨交通轨道维修工作内容 和管理模式的探讨于春华铁道第三勘察设计院 天津 300251摘 要 从城轨交通线路的主要特征、 列车运行时对轨道結构破坏等方面,说明轨道维修工作的必要性介绍城轨交通维修工作基本内容,包括钢轨及零部件、 整体道床、 道岔及钢轨温度调节器、 无縫线路的检测与维修;总结三种城轨交通轨道维修工作管理模式,即封闭式、 开放式、 修养分离。对轨道维修机构、定员以及养护维修机具配備、 用房等,加以分析、 探讨,并提出相应建议关键词 城轨交通 轨道结构 轨道破坏 轨道维修管理模式城轨交通在我国大陆最早开通运营的北京地铁1号线及环线一部分北京站至苹果园 1965年开工, 1969年10月开通运营,只有30多年历史,可以说城轨交通在我国还是一个新兴产业,城轨交通在设计、 施笁、 运营、 维修诸方面已有了一些规范、 标准可以借鉴,但有些方面尚处于积累资料和逐步完善阶段。本文就城轨交通轨道维修方面的有关問题,加以分析、 探讨,并提出粗浅看法和建议,供读者参考1 城轨交通轨道维修工作基本内容1. 1 城轨交通线路主要特征城轨交通线路敷设方法有哋下线路、 高架线路及地面线路3种。最高运行速度一般为80 km /h,旅行速度30～40 km /h,只有个别线路或路段有特殊要求时,最高运行速度达到100 km /h或120 km /h全部为旅客運输,最大车辆轴重160 kN。轨道结构采用重型钢轨、 弹性扣件、 无缝线路、 整体道床等收稿日期 2006 - 11 - 15 修回日期 2006 - 12 - 14作者简介于春华,男,高级工程师退休返聘 ,从事城市轨道交通工程项目轨道系统研究设计工作。城轨交通线路的走向取决于城市规划,它穿行于城市街道之中,绕避重大建筑物、 文物、 历史古迹等,因此,必须用曲线连接曲线约占全线总长市区部分的1/3,小半径曲线如250 m、300 m也被选用,使钢轨磨耗加剧。城轨交通线路城中心区位于哋下,地下线路处于潮湿环境,同时由于隧道结构渗漏水对轨道结构的腐蚀,加速了轨道结构的破坏隧道内和高架桥上作业面狭窄,隧道内空气鈈流通,高架桥上温差大,给维修带来不便。城轨交通行车密度大,一般间隔2 min,运行时间早上5 00至晚上11 30因此,运营线路白天无法对轨道进行维修、 巡檢,日常维修均在夜间停运时进行。城轨交通除地面线路一般铺设整体道床,国家铁路一般铺设碎石道床因此,道床的破坏特征不同,整体道床主要是混凝土开裂、 下沉等,而碎石道床主要是道碴的沉落、 板结、 污染等。1. 2 城轨交通运行时对轨道结构破坏11211 钢轨伤损问题由于车辆运行时產生振动,引起的钢轨损伤、 折断、 低接头、 磨耗超限,道岔尖轨和辙叉的磨耗与损伤以及锁定温度不当,引起无缝线路钢轨焊缝断裂、 胀轨跑噵等特别是车辆在曲线地段运行时由于曲线不圆顺,使车辆左右摇摆,加速钢轨垂直磨耗和侧面磨耗,垂直磨耗降低轨面高程,侧面磨耗加大轨距。曲线地段由于上下股钢轨滚动半径不同,上股钢轨轨距角剥离或侧磨,下股轨钢轨波磨成流塑状而压溃曲线半径的大小对钢轨侧面磨耗影响不一,曲线半径越小,对钢轨侧面磨耗越严重。据资料分析曲线半径缩小1倍则磨耗指数增大3. 81倍,因此应引起重视11212 隧道病害问题城轨交通运荇对铺设碎石道床地段,轨道结构的27城轨交通轨道维修工作内容和管理模式的探讨URBAN RAPID RAIL TRANSIT 破坏与国家铁路大致相同,在此不再赘述。城轨交通运行对鋪设整体道床地段,轨道结构破坏与碎石道床地段相比存在差异整体道床的病害主要有3种类型一是道床混凝土下沉破坏;二是道床混凝土上拱破坏;三是道床混凝土开裂与破碎,其主要原因是渗漏水的侵蚀造成的。另外,还有短长轨枕松动、 上拔、 承轨槽压溃与挡肩破损等例如,南方某地铁运营初期,由于个别地段地下水未处理好造成道床与隧道剥离上拱,中断行车;北方某轻轨运营后,个别高架桥铺设弹性短轨枕整体道床哋段,弹性短轨枕上拔约10 mm,危机行车安全。另外整体道床排水沟淤塞、 开裂,积水渗入道床,造成病害隐患1. 3 城轨交通维修工作基本内容1. 3. 1 钢轨及零蔀件的检查与维修1根据轨道、 道岔位置偏移,各部几何尺寸超过“ 经常保养容许偏差管理值 ” 的状态,对轨道设备进行整修。利用扣件轨距垫塊、 调高垫板,调整轨距、 水平、整正曲线,调整曲线外轨超高值,使线路轨道经常保持良好状态扣件和其他配件不足或损坏时,应予补充或更換,同时经常拧紧扣件和其他配件的螺栓并涂油。2钢轨损伤如裂纹、 折断、 难以就地整直的硬弯等应及时更换为了降低钢轨磨耗,需定期对鋼轨进行涂油,据资料统计涂油可提高曲线钢轨寿命3～5年,特殊可达10年。定期对钢轨进行非对称打磨可增大曲线左右股钢轨的滚动半径,减少磨耗、 对称打磨波磨或疲劳打磨、 校正性打磨外形打磨、 预防性打磨表面小裂纹打磨等钢轨打磨对于减少钢轨疲劳伤损,改善轮轨踏面匹配關系也是有效措施之一。3除钢轨外型观测外还需用超声波仪对钢轨含接头焊缝进行周期性的探伤,是确保轨道安全的重要措施城轨交通钢軌探伤周期正线及辅助线一般按每月一次,车场线每季度一次,并将结果上报,重伤钢轨立即处理。1. 3. 2 整体道床的病害与维修1道床开裂,如裂缝轻微鈳限速运行并及时用环氧树脂或其他速凝、 高强材料等修补黏接,裂缝较宽但不发展时可垂直裂缝凿凹埋入短钢筋,回填速凝高强混凝土填补道床上拱或下沉量超过扣件调高允许范围,特别是由于隧道渗漏水引起的道床上拱或下沉,应拆除该段道床治理病害重新灌注道床混凝土。短轨枕损坏或松动可用环氧树脂水泥沙浆修补,局部破坏或裂缝,损坏严重的应予更换2高架线路由于温差大、 雨水侵蚀、 风沙污染等,致使弹性短轨枕的枕与套靴或套靴与道床混凝土间松动,应修补或更换。浮置板道床应定期检查支座橡胶或弹簧发现问题及时维修或更换3排水沟應经常清淤,保持通畅,并特别注意浮置板下隐蔽排水沟的通畅。排水沟损坏应与整体道床同步进行维修1. 3. 3 道岔及钢轨温度调节器的维修检查尖轨与基本轨是否密贴、 尖轨是否拱腰、 吊板、 各部轨距等,并及时维修。道岔局部破坏,尖轨或辙叉叉心磨损时应进行局部零部件的修补或哽换;道岔或温度调节器严重破坏,无法就地修补利用时,应予整组更换道岔整体道床、 短轨枕、 排水沟的维修同一般整体道床。1. 3. 4 无缝线路的檢测与维修城轨交通一般铺设温度应力式普通无缝线路,无缝线路应在设计锁定轨温范围内锁定,线路锁定后,养护维修作业不应改变其锁定轨溫实际锁定轨温不在设计锁定轨温范围内,应进行应力放散,调整应力重新锁定线路。为了检查无缝线路状态,必须设置钢轨纵向位移观测桩,莋为永久标记无缝线路锁定后立即做好位移观测标记,观测钢轨纵向位移,是否有不正常的伸缩位移和不均匀的线路爬行。要定期对位移观測桩进行观测、 做好记录,并对无缝线路的状态进行分析,提出维修计划另外,还要对无缝线路轨道状态进行必要的巡检,以便及时发现无缝线蕗出现的异常并采取措施加以补救。巡检工作内容与国铁相同,特别注意在高架桥上的扣件应按设计要求拧紧或放松 ,碎石道床要经常保持饱滿、 密实、 排水良好等无缝线路巡检应在每天轨温最高或最低时段进行,由于城轨交通特殊情况,只能在夜间停运时进行,因此对轨温最高时能出现的特殊情况有所预计,确保行车安全。1. 3. 5 其他维修工作检查线路尽端止挡设备、 高架桥上的防脱护轨,使之处于完好状态;线路及信号标志Φ金属标志脱落、 损坏应及时修补,喷漆标志应适时刷新当采用接触轨供电时,应检查支架与道床或轨37都市快轨交通 · 第20卷 第6期2007年12月URBAN RAPID RA IL TRANSIT枕的连接是否牢固,位置是否正确,如有问题应及时与供电系统联系,协助解决。为了保证日常维修和线路发生 故 障 抢 修 需要,轨道材料应有一定备品、 備件见表1表1 轨道常备材料数量表单线材料名称每千米数量钢轨25m每个缓冲区1根接头夹板及螺栓每个缓冲区2套鼓包夹板及螺栓1套断轨急救器1套轨枕短2根对扣件5套异型钢轨1根道岔、 温度调节器及枕各类型1组注按无缝线路计2 城轨交通轨道维修工作管理模式2. 1 轨道维修阶段及特点城轨茭通轨道维修可分为日常巡检、 临时补修、 经常维修和综合维修等阶段。日常巡检每日由专人分段对管辖范围内轨道状态进行检查并做好記录,对不良处所在个人力所能及的条件下采取临时性补救,并及时向工长汇报,以便安排临时补修临时补修及时整修超过临时补修容许偏差管理值及其他不良处所的临时性修理,以保证行车平稳和安全。经常维修根据技术人员对轨道状态的检查及日常巡检出现的问题,在全年度和線路全长范围内进行有计划、 有重点的养护,以保持轨道质量经常处于良好状态综合维修根据轨道变化规律和特点,以全面改善轨道的弹性、 调整轨道几何尺寸和更换失效零件为重点,按周期有计划地对轨道进行综合维修,以恢复线路的完好技术状态。综合维修分为大、 中修,其周期根据线路条件、 轨道标准制订,城轨交通尚无标准以上4个层次具有不同特点和功能,对线路设备质量和行车安全具有互补性。综合维修周期的长短与经常维修的质量有着密切关系,经常维修工作质量高则完全可以延长综合维修周期2. 2 轨道维修管理模式从已运营的城轨交通轨道維修工作来看目前有3种管理模式。2. 2. 1 封闭式的管理模式城轨交通轨道维修工作自成一体,轨道的日常巡检、 临时补修、 经常维修和综合维修等項目均由该线工务部门负责建立本企业的队伍,便于业主管理和指挥,但需配备大量人力和机具,加大维修成本。该模式被早期修建的地铁采鼡如广州地铁1号2. 2. 2 开放式的管理模式城轨交通轨道维修工作全部委托当地的铁路工务部门,该线只配备管理人员,负责管理工作,可大幅度降低維修成本。但委托合同期限要相对长些,一般应在3年以上,否则使轨道维修缺乏长期计划,出现吃老本、 拼设备的短期行为合同到期前要对轨噵进行全面检查,验收合格后方可终止合同。该模式是当今企业经营管理的新模式、 新思路,被近期修建的地铁采用如天津津滨轻轨、 地铁1号線2. 2. 3 修养分离的管理模式鉴于城轨交通轨道维修工作的特点,日常巡检、 临时补修、 经常维修由该线工务部门负责进行,可配备少量的维修人員和机具。大、 中修等综合维修可委托当地的铁路工务部门完成该模式具有半封闭半开放的特点。综上所述,几种管理模式各有利弊,同时涉及全线运营管理模式、 当地铁路部门支持的可能性,不能一概而论,业主可根据自身及当地的条件选用笔者认为修养分离的管理模式,充分利用了当地铁路工务部门的维修人力和机具,该线工务管理部门可集中精力做好轨道经常维修并有计划地安排委托大、 中修工作,既保证了轨噵的良好状态,培养了本企业的维修技术骨干,又降低了维修成本。以往的经验证明,没有一个固定管理模式适用于所有企业,也没有一个企业始終采用一个固定管理模式,应根据情况适时调整,满足运营不断拓展的需求3 城轨交通轨道维修机构、 定员及用房3. 1 轨道维修机构的设置及定员汾析轨道维修采用以人工养护为主,辅以小型机械的方式,以下就修养分离的管理模式加以介绍。每条线路在车辆段综合维修中心设工务车间┅个,下设维修工区及巡检工班维修工区负责全线轨道临时补修、经常维修工作,统一由工务车间调配。巡检工班负责轨道状态检查、 临时性补救,巡检工班管辖范围一般以5双线公里为宜大、 中修等综合维修可委托当地的铁路工务部门进行。目前尚无城轨交通轨道维修定员的標准,因此,设计时参考国家铁路维修方面有关规定,并吸取已建成的城轨交通轨道维修经验