第五節　軌道技術監測與維修管理

由于列車不間斷地運行以及自然界和人為的作用，往往使高速鐵路線路發生各種變形或損壞。為了確保列車能按規定的最高速度安全、平穩、不間斷地運行，以及延長線路各部分的使用壽命，必須加強對線路的養護維修和監測，保證線路設備經常處于完好狀態。尤其是對高速鐵路，各國都更加重視對線路的管理和檢查。

一、線路的維修養護與管理

高速鐵路軌道設備磨損較快，更新周期短，軌道設備的運送、組裝等都采用工廠化、機械化施工方式。由于采用了無縫線路和板式軌道，其使用壽命和維修周期大致相近，便于大修計劃的安排與實施。

1.預防性計劃維修

預防性計劃維修，就是在軌道不平順狀態出現不良或尚未惡化之前，就應用大型養路機械有計劃地對線路進行綜合維修，使軌道的平順性達到作業驗收標準。

2.日常養護管理

高速鐵路日常養護是在兩次預防性綜合維修之間或綜合維修與大修之間，根據軌檢車等檢測設備的檢測記錄，充分利用“天窗”時間，對軌道進行局部養護，消除那些惡化的超過日常保養標準的少數局部軌道不平順的線路。日常維修則包括按周期進行的計劃維修和隨時進行的緊急補修。

（1）計劃維修

計劃維修是按周期對線路進行綜合性修理，以改善軌道彈性，調整軌道幾何尺寸，整修和更換設備零部件，以恢復線路完好的技術狀態?；咀鳂I包括：起道、撥道、改道、調整軌縫、搗固、清篩道砟等。起道是矯正線路的縱斷面，就是將鋼軌和軌枕向上抬至必要高度；撥道是矯正線路的平面，就是將鋼軌和軌枕一起橫移至規定位置；改道是改正軌距；搗固是將鋼軌底部軌枕下的道砟搗壓密實。

（2）緊急補修

緊急補修是指在計劃維修之外的個別地點，由于出現超過容許誤差的線路質量問題而必須立即進行的緊急修理工作。重點病害整治是指徹底消除線路上較長時期存在的、工作量大的某些病害，例如全面整治接頭、徹底整治路基和整治軌道的不平順等。

3.線路大修

線路經常維修的特點在于預防線路病害的發生，保持線路的完好狀態。但是經過較長時間后，線路的各個部分還會發生磨損和變形。當磨損和變形達到相當程度時，單靠經常維修就難以整治了，因此有必要進行線路大修。線路大修施工的內容有：矯正并改善線路的平面和縱斷面；全面更換或抽換、修理鋼軌；更換或補充軌枕；清篩和更換道床，全面起道并搗固、改善道床斷面；整治路基和安裝防爬設備等。作業時必須封鎖線路，并嚴格按照運行圖上規定的作業時間進行。線路經過大修后，其質量標準應符合設計要求或得到加強。

二、養路機械與軌道檢測設備

為適應高速列車運行的要求，在高速線路上采用了一系列現代技術和設備，從而實現了減少維修工作的目的。但是由于列車間隔時間短，利用列車間隔施工的養路方式以及采用小型養路機械，都不能滿足要求。這自然要使用高效率的大型機械，大力發展各項養路工作的機械化。

1.養路機械

目前養路機械已由小型到大型、由低級到高級、由單機到聯合機械，逐步發展到采用先進技術設備的大型、高效、多功能的機械。由于實現維修作業機械化，使線路質量和作業效率大為提高，維修費用和人力也得到大量節省。

（1）清篩機械

經常清篩道砟也是線路維修作業中一種較繁重的勞動。目前各國大都采用各種清篩機械以代替人力。如德國采用了高效清篩機，其清篩效率可達630m3/h，即每小時可以清篩325～400m長的道床。

（2）軌排運送機

軌排運送機安裝在大修列車上，它能夠拆鋪結構復雜的道岔，并直接鋪設和回收120m以上的焊接長鋼軌。每換120m軌排需要100min左右，施工時用起重機逐節拆除舊軌排，平整道床后再逐節鋪放新軌排，以搗固機搗固并對軌道進行整理。

實行機械化養路以后，不但大大提高了工作效率，而且由于機械性能和養路作業技術的不斷改進，養路工作的質量也得到了提高。道砟清篩車，如圖2-5-1所示。

2.軌道檢測設備

在線路上，由于列車荷載的反復作用，鋼軌會變成凹凸不平的狀態，稱為軌道變形。為了保證機車車輛安全平穩地運行，必須經常對軌道狀態進行檢查和測量，并對變形進行修整。

此外，車輛搖擺的起因，是由于軌道和車輛走行裝置的變形所引起，因而須從車輛和軌道兩方面進行管理。線路搖擺測量主要由軌道檢測車進行，必要時用自動搖擺測量裝置進行測量。

對鋼軌的管理，除正常磨耗、銹蝕等一般性檢查外，還要用鋼軌擦傷檢查車和超聲波探傷機進行周密檢查。發現鋼軌、道岔及叉心的磨耗或損傷的測量值超過容許值時，應及時進行修補或更換。緩和鋼軌磨耗（包括波狀和蛇行磨耗）及改善剝落、飛邊、裂紋等不良狀態的有效措施是對鋼軌打磨整形，可用鋼軌打磨車進行軌頂面管理。

高速行車的線路，變形比較頻繁。為及時掌握軌道各組成部分發生不良現象的程度并分析其形成的原因，軌道必須經常進行檢查。軌道檢查與監測實現機械化、自動化，是保證高速行車、指導線路維修作業的一項重要措施。

（1）高速軌道檢測車

高速軌道檢測車可以在高速運行中檢查動荷載下的軌道幾何狀態，并能及時處理數據。當軌道變形超過規定限度時，能在現場自動噴射涂料，在軌道上留下標志。

軌道檢測車可以測定軌距、水平、方向、高低（軌道超高）、10m弦割距、車輛振動加速度、軸重等項目。此外，還能測定噪聲強度。

軌道檢測車的測定設備主要由檢測部、運算部和記錄部等組成?，F代檢測車的重要特點是使用電子計算機和各種分析儀器，及時處理軌道檢測數據，完全取消了費時費事又會發生錯誤的人工判斷。檢測數據記錄除用磁筆模擬記錄在紙上外，各國還采用了模擬磁帶和數字磁帶記錄，并裝有光學示波器記錄裝置。測量系統的功能如圖2-5-2所示。

（2）鋼軌探傷車

鋼軌探傷車是利用超聲波探傷原理進行探傷的。鋼軌探傷車上裝有探傷器、鋼軌接頭檢測器、里程檢測器、鋼軌缺陷分類器、記錄器等。探傷器的探頭為旋轉式的。旋轉探頭、鋼軌接頭檢測器和導向輪則安裝在垂掛于車體上的測定架上。測定架由壓縮空氣操作，其他裝置則通過裝在車體上的配電盤進行操作。

新型鋼軌損傷檢測車自備動力。該車在以80km/h的速度運行時，車上由計算機控制的超聲波檢測電路可用來檢測鋼軌的傷損、裂紋和空穴。檢測到的傷損情況輸入計算機作高速實時處理。計算機與標識系統連結，當檢測到傷損時，噴漆裝置即啟動，向鋼軌上的傷損處噴漆，供養路人員識別。圖2-5-3為這種檢測車的示意圖。此外，車上還裝有一臺光學鋼軌斷面測量系統。這一系統每秒鐘能向鋼軌射出30次高度光束，用來測量鋼軌的精確尺寸和監控鋼軌的磨耗情況。

此外，由于軌頭頂面是車輪接觸的地方，也是受到沖擊力較大的地點，在高速鐵路上，對軌頭頂面的管理是十分重要的。因此，在高速鐵路上使用了多種鋼軌磨削車，對鋼軌的磨耗作磨削處理，以保證線路的平順。

（3）融雪裝置及地震檢測警報系統

穿行寒冷和地震地區的高速鐵路，為了確保列車的安全和可靠性的運行，必須十分重視防雪、防震等有關問題。

在防雪方面，通常在列車頭部安裝犁雪機以排除軌道上的積雪，或采用可以在鋼軌下貯存降雪的高架構造。此外，還可以采用設置于軌道沿線的灑水器噴灑鹽水融雪的方法。為監視雪情變化，還可以設置工業電視和積雪深度測厚儀等設備。

在防震方面，除對建筑物在進行設計時就已考慮抗震因素外，還可以在軌道沿線設置地震儀，采用一旦測得較大地震時便讓列車自動停車，以減輕災害所造成的損失。近年來，又研制了地震早期檢測警報系統。這一系統的功能，并非單憑系統設置地點的地面振動大小來判斷地震的危險度，而是在測得地震初動后，能立即推測地震參數（震源、震級），判斷地震危險度等情況。

3.軌道管理信息系統的應用

日本新干線開發了新干線管理信息系統，即SMIS（Shinkansen Management Information System），并已投入使用。新干線軌道信息系統（Shinkansen Track Information System）是SMIS的一個組成部分，包括軌道管理的所有主要領域。

（1）軌道檢測車測得的軌道變形數據經SMIS中央計算機處理后，立即編制作業指示書。軌道維修領工區根據指示書下達業務指示。

（2）維修作業完畢后，作業人員在標記紙上記入作業終了記號。標記紙利用終端機向SMIS中央計算機輸入作業完畢數據。

（3）根據軌道檢測車所測作業前、后的軌道變形數據和作業完畢數據，校核作業完成狀況，作出完成記錄。

隨著計算機技術的廣泛應用，進一步開發的SMIS，正用于包括運轉、車輛設施、電氣等各方面的安全管理之中。