張忠浩

摘 要：有砟軌道由于鋪設(shè)簡(jiǎn)便、造價(jià)低廉、易于維修，在高速鐵路中廣泛應(yīng)用。有砟軌道在列車(chē)和環(huán)境荷載作用下，散體道床的劣化導(dǎo)致軌道幾何難于保持，形成軌道不平順，研究軌道質(zhì)量狀態(tài)的發(fā)展規(guī)律對(duì)指導(dǎo)線(xiàn)路維修具有重要意義。

關(guān)鍵詞：有砟軌道；軌道質(zhì)量狀態(tài)；線(xiàn)路維修工作

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.080

0 引言

本文通過(guò)研究青榮城際鐵路開(kāi)通兩年來(lái)的動(dòng)態(tài)質(zhì)量變化情況，從而探索其運(yùn)營(yíng)初期的軌道質(zhì)量狀態(tài)變化規(guī)律，進(jìn)而對(duì)今后的線(xiàn)路維修工作提出合理建議。

1 線(xiàn)路概況

青榮城際鐵路縱貫山東半島，連通青島、煙臺(tái)、威海等地市及港口，2014年12月28日開(kāi)通了濟(jì)南、煙臺(tái)、威海、榮成方向，青島方向暫未開(kāi)通。青榮城際鐵路正線(xiàn)線(xiàn)路長(zhǎng)度277公里，以有砟軌道為主，一次鋪設(shè)跨區(qū)間無(wú)縫線(xiàn)路，設(shè)計(jì)行車(chē)速度為250km/h，最小曲線(xiàn)半徑一般為 4000m。全線(xiàn)共設(shè)橋梁166座，橋長(zhǎng)合計(jì)153公里，占線(xiàn)路全長(zhǎng)的55%。

2 研究方法

自2015年1月開(kāi)始，綜合檢測(cè)列車(chē)每月對(duì)青榮城際的軌道質(zhì)量狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)，累計(jì)檢測(cè)線(xiàn)路47次，剔除雨水干擾及檢測(cè)設(shè)備，有效檢測(cè)次數(shù)39次，動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)包含了軌道動(dòng)態(tài)質(zhì)量狀態(tài)的各項(xiàng)參數(shù)，通過(guò)分析可以實(shí)現(xiàn)軌道質(zhì)量狀態(tài)的整體評(píng)價(jià)、發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)以及預(yù)警等功能。本文主要通過(guò)對(duì)某段線(xiàn)路開(kāi)通以來(lái)所有檢測(cè)數(shù)據(jù)的各單項(xiàng)TQI指數(shù)和 TQI 均值情況進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，研究其維修周期內(nèi)軌道質(zhì)量狀態(tài)的發(fā)展規(guī)律，從而探索青榮城際有砟軌道運(yùn)營(yíng)初期軌道質(zhì)量狀態(tài)的一般發(fā)展規(guī)律。

3 數(shù)據(jù)分析

3.1 選取研究對(duì)象

選取2015年1月至2016年11月期間綜合檢測(cè)列車(chē)對(duì)青榮城際上下行K40+000-K44+000的動(dòng)檢數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。該段有砟軌道全部位于特大橋上，人工作業(yè)不便，期間經(jīng)歷過(guò)一次線(xiàn)路大機(jī)維修，用來(lái)研究其維修周期內(nèi)的軌道質(zhì)量狀態(tài)非常具有代表性。

3.2 TQI在軌道運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的發(fā)展趨勢(shì)

TQI是反映區(qū)段軌道質(zhì)量的重要指標(biāo)，將該區(qū)段（8KM）線(xiàn)路的有效檢測(cè)數(shù)據(jù)，按月取兩次檢測(cè)的TQI平均值，從而探尋軌道狀態(tài)的發(fā)展規(guī)律。如圖1所示，通過(guò)折線(xiàn)圖可以很直觀(guān)的看出2015年1月-2016年11月TQI均值一直是呈線(xiàn)性增長(zhǎng)的，增長(zhǎng)率平均為0.0829 /月，軌道質(zhì)量持續(xù)下滑。轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)在2015年12月，由于該段線(xiàn)路在月初時(shí)經(jīng)過(guò)一次線(xiàn)路大機(jī)維修，當(dāng)月TQI均值陡然下降，改善量為1.59，軌道質(zhì)量顯著提升。此后TQI均值再次呈線(xiàn)性增長(zhǎng)，增長(zhǎng)率平均為0.1000 /月，軌道質(zhì)量狀態(tài)再次持續(xù)劣化。分析可知，由于有砟軌道在列車(chē)重復(fù)荷載的作用下，軌道質(zhì)量狀態(tài)隨著時(shí)間的發(fā)展而逐漸劣化，當(dāng)軌道狀態(tài)劣化到一定程度時(shí)，通過(guò)工務(wù)部門(mén)的綜合維修，此時(shí)軌道狀態(tài)又會(huì)恢復(fù)到一個(gè)新的水平，周而復(fù)始。

3.3 各單項(xiàng)TQI指數(shù)在軌道運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的發(fā)展趨勢(shì)

按月統(tǒng)計(jì)該區(qū)段高低、 軌向、 軌距、 水平和三角坑五個(gè)單項(xiàng)的TQI指數(shù)來(lái)研究其對(duì)軌道整體質(zhì)量狀態(tài)的影響及各自的發(fā)展規(guī)律。

通過(guò)圖2可以看出，高低TQI指數(shù)與整體的TQI均值變化趨勢(shì)非常相似，2015年1月-2015年11月TQI均值一直是呈線(xiàn)性增長(zhǎng)的，增長(zhǎng)率平均為 0.0631/月，大機(jī)維修后高低TQI指數(shù)減低了1.09，此后TQI指數(shù)再次持續(xù)增長(zhǎng)，增長(zhǎng)率平均為 0.0592/月；軌向TQI指數(shù)隨時(shí)間的變化較緩慢，大機(jī)維修前，增長(zhǎng)率為0.0139/月，大機(jī)維修后，軌向TQI指數(shù)降低了0.01，大機(jī)維修效果不明顯，此后的增長(zhǎng)率為0.0125/月。通過(guò)圖3可以看出，軌距TQI指數(shù)一直保持在0.4左右，且與是否經(jīng)歷線(xiàn)路大機(jī)維修沒(méi)有直接聯(lián)系；水平TQI指數(shù)在大機(jī)維修前緩慢增長(zhǎng)，增長(zhǎng)率為0.0052/月，后3個(gè)月TQI指數(shù)穩(wěn)定在0.55左右，大機(jī)維修后TQI指數(shù)降低了0.2，有所改善，此后增長(zhǎng)率為0.013，最后4個(gè)月TQI指數(shù)穩(wěn)定在0.50左右。三角坑TQI指數(shù)的發(fā)展趨勢(shì)與水平基本一致，不再贅述。分析可知，青榮城際開(kāi)通初期的11個(gè)月間，橋上有砟軌道質(zhì)量狀態(tài)隨時(shí)間持續(xù)劣化，高低是其首要影響因素，其次是軌向，再次是水平，如圖4所示。大機(jī)維修后的11個(gè)月間，軌道質(zhì)量狀態(tài)劣化速率加快，高低是其首要影響因素，其次是三角坑，再次是水平，如圖5所示。大機(jī)維修能顯著改善軌道的質(zhì)量狀態(tài)，提升最大的單項(xiàng)是高低，其次是水平，再次是三角坑，如圖6所示。大機(jī)維修8個(gè)月后，軌向、水平、三角坑變化緩慢，TQI指數(shù)趨于穩(wěn)定，高低質(zhì)量仍持續(xù)劣化。

4 如何安排線(xiàn)路維修

4.1 線(xiàn)路維修的主要手段

對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行綜合維修能有效改善軌道整體的狀態(tài)質(zhì)量，目前青榮城際進(jìn)行綜合維修主要作業(yè)手段是利用大型養(yǎng)路機(jī)械，因此合理安排線(xiàn)路大機(jī)維修對(duì)提升軌道整體的質(zhì)量至關(guān)重要。

4.2 大機(jī)維修區(qū)段的選取

通過(guò)對(duì)大機(jī)維修對(duì)各項(xiàng)目改善情況的研究，大機(jī)維修主要改善的是高低。因此，應(yīng)首先利用近期動(dòng)檢車(chē)數(shù)據(jù)篩選出TQI大值區(qū)段，再進(jìn)一步篩選高低單項(xiàng)TQI大值區(qū)段，綜合考慮，確定大機(jī)綜合維修區(qū)段。以目前青榮城際的實(shí)際情況建議：線(xiàn)路TQI均值超過(guò)4.4，高低TQI超過(guò)1.6才考慮大機(jī)維修，TQI均值超過(guò)4.6，高低TQI超過(guò)1.8優(yōu)先安排。另外，還要考慮大機(jī)作業(yè)的連續(xù)性，減少插機(jī)次數(shù)，應(yīng)選取連續(xù)的TQI大值區(qū)段，狀態(tài)不良地段較短時(shí)，不建議進(jìn)行大機(jī)綜合維修。

4.3 大機(jī)維修周期的探討

基于之前對(duì)軌道劣化率的研究，在單純利用線(xiàn)路大機(jī)進(jìn)行綜合維修的情況下，要達(dá)到青榮城際正線(xiàn)平均TQI值3.8以?xún)?nèi)的目標(biāo)，大機(jī)維修的合理周期約為16-18個(gè)月。

4.4 其他綜合維修手段

大機(jī)搗固次數(shù)過(guò)多會(huì)影響線(xiàn)路標(biāo)高、導(dǎo)致線(xiàn)路缺砟、浪費(fèi)人物力，況且大機(jī)數(shù)量滿(mǎn)足不了這種周期要求。因此段及車(chē)間必須加強(qiáng)對(duì)軌道質(zhì)量狀態(tài)的分析，大機(jī)作業(yè)之外，合理制定月度檢查維修計(jì)劃，用人工集中作業(yè)手段進(jìn)行有計(jì)劃、有重點(diǎn)的綜合整修。

5 結(jié)論

（1）有砟軌道質(zhì)量狀態(tài)隨時(shí)間的發(fā)展逐漸劣化，大機(jī)維修能顯著改善軌道質(zhì)量狀態(tài)，大機(jī)之后，再次呈線(xiàn)性增長(zhǎng)趨勢(shì)。

（2）高低TQI指數(shù)隨時(shí)間的發(fā)展規(guī)律與軌道整體TQI均值的發(fā)展規(guī)律非常相近，高低劣化是導(dǎo)致軌道整體狀態(tài)質(zhì)量劣化的主要因素，軌距在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)一直保持穩(wěn)定狀態(tài)。

（3）通過(guò)線(xiàn)路大機(jī)作業(yè)前后對(duì)比，5個(gè)單項(xiàng)指數(shù)中改善最明顯的是高低，其次是水平。大機(jī)維修后，劣化最快的是高低，其次是三角坑。大機(jī)維修后9個(gè)月除高低持續(xù)劣化以外，其余4個(gè)單項(xiàng)指數(shù)較小，趨于穩(wěn)定。

（4）因高低是影響軌道整體質(zhì)量狀態(tài)的首要因素，而利用線(xiàn)路大機(jī)進(jìn)行綜合維修時(shí)，對(duì)高低質(zhì)量指數(shù)的改善是最明顯的，因此選取大機(jī)作業(yè)地段時(shí)，TQI均值不應(yīng)作為唯一指標(biāo)，高低單項(xiàng)的TQI指數(shù)

也很重要，此外，還要考慮大機(jī)作業(yè)區(qū)段的連續(xù)性。

（5）線(xiàn)路大機(jī)維修是綜合維修的主要手段，但是以目前青榮城際的大機(jī)作業(yè)水平和軌道質(zhì)量狀態(tài)變化規(guī)律，依靠其保持軌道質(zhì)量狀態(tài)的周期約為16-18個(gè)月，因各種因素的限制，很難滿(mǎn)足要求。因此，在維修工作中，段及車(chē)間要加強(qiáng)軌道質(zhì)量狀態(tài)分析，科學(xué)的安排大機(jī)維修，合理的安排人工搗固整修，從而提高軌道質(zhì)量狀態(tài)。

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