浅谈有砟轨道轨距精改方法的探索与实践

(整期优先)网络出版时间:2022-07-04
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浅谈有砟轨道 轨距精改方法的探索与实践

成文彬

中国铁路广州局集团有限公司 广州工务段 523399

摘要:随着铁路的高速发展,为确保铁路轨道的高平顺性,满足旅客对列车运行安全性和舒适度的要求,结合大型养路机械维修作业(下简称“大机”)前轨距精改,大幅减低线路轨道TQI,以期综合提高大机后线路设备质量和线路运营舒适平稳性。本文通过广深线大机前轨距精改的线路维护实践,对有砟轨道轨距精改经验和方法进行总结和分析,以期为今后有碴轨道轨距精改工作提供借鉴和参考。

关键词:轨距精改、轨道几何状态测量仪(下简称“检查小车”)、方法和流程、实践总结及意义、总结


1、概况

随着铁路的高速发展,为确保铁路轨道的高平顺性,满足旅客对列车运行安全性和舒适度的要求,通过多年来摸索总结,引入大机前有砟轨道轨距精改手段,结合大机可大幅降低线路轨道TQI,达到提高线路设备质量和线路运营舒适平稳性的目的。目前,各作业部门在轨道轨距精改作业中方式方法不一,效果也相差较大。本文通过广深线大机前有砟轨道轨距精改的线路维护实践,对有砟轨道轨距精改经验和方法进行总结和分析,以期为今后有砟轨道轨距精改提供借鉴和参考。

  1. 有砟轨道轨距精改实践总结和意义

选取2021年8月28日至2021年8月30日集团轨检车动态检测数据,对2021年7月5日至2021年8月25日广深线54.2km完成轨距精改地段进行质量跟踪对比,轨距单项TQI从作业前1.05下降至作业后0.67(降幅36.7%),并通过轨距精改同步整治扣压力不达标地段1.2km,整正窜动大胶265块,更换失效胶垫102块,更换锈蚀扣件765套,作业效果明显,轨距单项TQI明显改善并同步处理了作业地段结构病害。

按照线别分,广深ⅠⅡ线轨距精改3.99公里,轨距单项TQI从作业前1.03下降至作业后0.65(降幅37.6%);广深ⅢⅣ线轨距精改完成50.43公里,轨距单项TQI从1.07下降至0.69(降幅36.4%)。

详情见附表1。





附表1 轨距精改地段动态分析明细表

施工
项目

区段

线别

施工长度
(km)

对比

轨距

轨检车
车号

降幅

轨距精改

K2+450-K22+000

广深Ⅰ、Ⅱ线

2.34

7月5日

1.20

集团246

-35.83%

8月29日

0.77

集团246

对比

-0.43


轨距精改

K54+000-K81+500

广深Ⅰ、Ⅱ线

1.65

7月5日

0.87

集团246

-40.03%

8月29日

0.52

集团246

对比

-0.35


广深Ⅰ、Ⅱ线共计轨距精改3.99km

7月5日

1.03

集团246

-37.86%

8月29日

0.64

集团246

对比

-0.39


轨距精改

K22+000-K54+000

广深Ⅲ、Ⅳ线

20.185

7月5日

1.04

集团246

-26.92%

8月29日

0.76

集团246

对比

-0.28


轨距精改

K54+000-K81+500

广深Ⅲ、Ⅳ线

10.925

7月5日

1.09

集团246

-23.33%

8月29日

0.84

集团246

对比

-0.26


轨距精改

K81+500-K109+500

广深Ⅲ、Ⅳ线

8.4

7月5日

1.00

集团246

-48.24%

8月29日

0.52

集团246

对比

-0.48


轨距精改

K109+500-K131+000

广深Ⅲ、Ⅳ线

3.04

7月5日

0.87

集团246

-34.04%

8月29日

0.57

集团246

对比

-0.30


轨距精改

K131+000-K132+000

广深Ⅲ、Ⅳ线

7.88

7月5日

1.36

集团246

-42.52%

8月29日

0.78

集团246

对比

-0.58


广深Ⅲ、Ⅳ线共计轨距精改50.43km

7月5日

1.07

集团246

-35.51%

8月29日

0.69

集团246

对比

-0.38


合计轨距精改54.42km

7月5日

1.05

集团246

-36.67%

8月29日

0.67

集团246

对比

-0.39


按作业区段分析,精改后轨距单项TQI均有不同程度的改善,其中广深线K81+500m-K109+500区段精改后轨距单项TQI降幅最大,均达到了0.6的目标值,轨距精改8.4公里,从作业前1.0下降至作业后0.52(降幅48.2%),其中广深Ⅳ线K95+500-K96+300区段精改后轨距单项TQI从0.87下降至0.36(降幅59%),广深Ⅳ线K96+300-K97+100区段精改后轨距单项TQI从0.93下降至0.4(降幅57.32%);广深线K54+500-K81+500区段精改后轨距单项TQI值降幅较小,未达到0.6的目标值,Ⅲ、Ⅳ线轨距精改10.925公里,轨距单项TQI从作业前1.09下降至作业后0.84(降幅23.3%)。

详情见附表2。

附表2 广深线K81+500-K109+500区段轨距精改地段分析明细表

序号

施工
项目


线别

作业里程

施工
长度
(km)

对比


轨检车
车号

降幅

备注

起点
里程

终点
里程

轨距

1

轨距精改

K81+500-
K109+500

广深Ⅳ线

108.44

109.2

0.76

7月29日

1.01

集团309

-53.47%


8月28日

0.47

集团309

对比

-0.54


2

轨距精改

广深Ⅳ线

107.64

108.4

0.76

7月29日

0.97

集团309

-56.70%


8月28日

0.42

集团309

对比

-0.55


3

轨距精改

广深Ⅳ线

103.7

104.4

0.70

7月29日

1.13

集团309

-48.32%


8月28日

0.59

集团309

对比

-0.55


4

轨距精改

广深Ⅳ线

97.1

97.92

0.82

7月29日

1.07

集团309

-40.75%


8月28日

0.63

集团309

对比

-0.44


5

轨距精改

广深Ⅳ线

96.3

97.1

0.80

7月29日

0.93

集团309

-57.32%


8月28日

0.40

集团309

对比

-0.54


6

轨距精改

广深Ⅳ线

95.5

96.3

0.80

7月29日

0.87

集团309

-59.17%


8月28日

0.36

集团309

对比

-0.52


7

轨距精改

广深Ⅳ线

94.58

95.5

0.92

7月29日

0.90

集团309

-38.18%


8月28日

0.55

集团309

对比

-0.34


8

轨距精改

广深Ⅳ线

84.2

84.8

0.60

7月29日

1.06

集团309

-55.52%


8月28日

0.47

集团309

对比

-0.59


9

轨距精改

广深Ⅳ线

84.8

85.4

0.60

7月29日

0.75

集团309

-47.35%


8月28日

0.40

集团309

对比

-0.36


10

轨距精改

广深Ⅳ线

83.6

84.2

0.60

7月29日

1.01

集团309

-51.66%


8月28日

0.49

集团309

对比

-0.52


11

轨距精改

广深Ⅳ线

88.8

89.84

1.04

7月29日

1.35

集团309

-28.30%


8月28日

0.97

集团309

对比

-0.38


从8月底的动态分析数据来看,广深ⅢⅣ线K81+500m-K109+500区段精改的作业效果最佳,由于各作业部门在有砟轨道轨距精改中方式方法不一,效果也相差较大。故对广深线K81+500m-K109+500区段作业部门(下简称“该部门”)的有砟轨道轨距精改从用工、动静态以及保质期进行深度分析,具体情况如下:

该部门共计用时15个天窗,累计完成8.4km精改任务、用工426个(含带班及防护),平均效能为53.38工日/km;

选取2021年8月29日集团309轨检车动态检测数据对精改地段轨距单项TQI进行分析,精改地段无轨距、轨距变化率Ⅰ级及以上扣分,作业前平均TQI为0.97、最高1.13、最低0.75,作业后平均TQI为0.48、最高0.63,、最低0.36,平均降幅50.72%、最高59%、最低38%。

62c2796dc8bdd_html_ee331196125b5963.png 通过对精改前后的轨检小车数据进行分析,作业前平均TQI为0.889、最高1.12、最低0.81,作业后平均TQI为0.323、最高0.42、最低0.26,平均降幅63.67%、最高降幅71%、最低降幅52%。如图1-2。

图1 作业前单项轨距波形分析图

62c2796dc8bdd_html_52a2ebb0bfda42a3.png

图2 静态TQI作业前后对比图

分别选取2021年10月、2021年12月、2022年3月集团轨检车动态检测数据对完成轨道精改地段进行持续动态跟踪分析比对,轨距单项TQI分别为0.485、0.475、0.478,同时精改地段无轨距、轨距变化率Ⅰ级及以上扣分,从半年内的动态质量跟踪数据比对分析情况来看,该作业部门作业效果较好,保质期较长。详情见附表3及图3。

表3 精改地段轨距单项TQI平均值跟踪对比情况

起点里程

终点里程

2021年7月精改前TQI

2021年10月精改后TQI

2021年12月精改后TQI

2022年3月精改后TQI

备注

K83+600

K85+400

0.91

0.44

0.47

0.49


K88+800

K89+800

1.15

0.58

0.55

0.58


K94+600

K97+900

0.97

0.39

0.40

0.41


K103+700

K104+400

1.10

0.44

0.63

0.57


K107+700

K109+200

1.02

0.42

0.44

0.44


平均TQI

1.03

0.45

0.50

0.50


62c2796dc8bdd_html_7264a838045d0319.png

图3 精改地段作业前后轨距单项TQI对比柱形图

由于各作业部门在轨距精改中方式方法不一,效果也相差较大。为能够在今后有砟轨道轨距精改工作提供借鉴和参考,结合广深线K81+500m-K109+500作业区段有砟轨道轨距精改方法,对广深线有砟轨道轨距精改经验和方法进行总结和分析,形成一套较为有效的有砟轨道轨距精改方法和流程。

  1. 有砟轨道轨距精改方法和流程

3.1 明确任务、落实标准

3.1.1明确任务

根据2021年段年度任务铺排,结合7月初动态检测车及轨检小车数据,广深ⅠⅡ线按照单项轨距TQI大于0.9,广深ⅢⅣ线按照单项轨距TQI大于1.0的原则进行筛选,共计筛选出54.42km单项轨距TQI偏大区段作为本次广深线轨距精改任务下达。

3.1.2落实标准

除广州至广州东区间外,广州东至深圳区段整体平面条件较好,同时通过近几年钢轨投入,整体钢轨轨面状态保持较好,动静态轨距大部分控制在±5mm范围内,为广深线轨距精改推行零轨距提供了基础条件,轨距精改具体执行标准如下:

静态标准:一是静态轨距按照零轨距控制,零轨距偏差控制在±0.5mm以内;二是同步更换失效零配件、整正窜动大胶、扣件达到零失效和三密贴,以确保扣件齐全有效;三是轨检小车验收静态轨距单项TQI目标值控制在0.5以内。

动态标准:消灭轨距和轨距变化率I级及以上扣分、动态轨距单项TQI目标值控制在0.6以内。

3.2 完善调查、精心准备

3.2.1完善调查

由作业负责人牵头组织对精改任务地段进行详细工作量调查,一是通过分析近期动静态数据,以便掌握精改任务地段实时轨距数据;二是现场组织对精改任务地段进行实地调查,对钢轨状态(钢轨磨耗情况、钢轨肥边、轨底是否有锈坑等)、扣件类型及状态(扣件类型、扣件是否齐全、扣件扭力是否达标、螺杆是否颈缩折断、扣件是否锈蚀失效、轨底大胶是否窜动或失效、扣件三密贴是否良好等)进行详细调查并现场标示,以掌握精改地段结构状态的第一手资料及材料需求;三是使用轨检小车或者电子道尺对精改任务地段进行工作量放样,放样过程中必须逐枕量取,道尺放样位置放置在轨枕螺杆正上方,根据现场情况,确定基准股,同时改道橇头尾使用“┣、┫”符号标注在钢轨轨底,每根枕改道调整量分别标注在对应轨枕斜面处。

详情见图4-5.


图4 精改地段作业改前轨距静态分析图62c2796dc8bdd_html_62e3d8c86eeef497.png

图5 精改地段作业改前轨距动态分析图62c2796dc8bdd_html_62e3d8c86eeef497.png


3.2.1精心准备

3.2.1.1 人员配备

为确保精改任务快速推进和精改质量,将广深线划分7个作业区段,各自为精改的实施主体。各实施主体以作业小组为具体执行单元,为保证任务进度,根据需要可同时安排多个作业小组串联作业,每个作业小组配9-10人(含带班人员及防护人员),人员必须相对固定,便于管理及作业质量把控。

3.2.1.2 工机具配备

每个作业小组Ⅱ型扣件地段配备电子道尺2把、内燃冲击扳手或锂电扳手2把、螺栓松紧机1台、丁字扳手1把、扁嘴撬棍1根、起道机1台、拨道器1台、改道器2把、油料若干。

Ⅲ型扣件地段配备电子道尺2把、拉钩3把、大锤3把、小锤2把、扁嘴撬棍2根、丁字扳手1把、起道机1台、拨道器1台。

为能够发挥异体监督验收作用及效果,每个作业部门配备检查小车1台。

3.2.1.3 推进计划

根据材料、机具及交通现状,倒排计划,落实天窗提报(广深线按照150-180分钟执行),每个小组按照200m/日推进。

3.2.1.4 材料准备

根据现场轨距情况、扣配件类型状态,盘点统筹车间库存,对不足的材料,及时协调相关业务部门申请配送足额材料,并跟踪落实材料实时申领进度,确保材料领取不影响整改精改任务推进进度。

3.3精准作业、异体验收

3.3.1精准作业

天窗给点前须核校道尺、轨检小车轨距量取误差,确保作业质量和效果评价;天窗给点前,须待12线动车停运后,方可进入栅栏,沿路肩徒步至作业地段待命,天窗未给点,禁止作业人员上道。天窗给点后,待作业负责人确认封锁命令后,布置防护员按照要求设置好防护方可上道,由于作业范围较长、人员较多,须实行关门防护。

3.3.1.1 Ⅱ型枕扣件地段

一保。天窗给点后,根据前期工作量调查及现场标示情况,组织2-3人对非基准股螺栓进行全面复紧加力,同时对非基准股窜动、失效大胶进行更换或整正,确保非基准股扣件齐全有效,扣压力达标。

二量。螺栓松紧机后面,安排1人对现场再次进行轨距及放样复校,将现场复校后的轨距值现场标示在轨枕斜面处,道尺量取位置务必放置在轨枕螺杆正上方,确保改道、复校量取轨距的位置一致。

三卸。严格执行无缝线路作业相关规定,使用螺栓松紧机按照现场画撬起止位置对基准股扣件进行松开。遇到锈蚀较为严重的Ⅱ型扣件,螺栓松紧机无法正常松开时,可使用螺母破开机破开螺母;如无螺母破开机时,可使用撬棍撬出弹条,再行使用丁字扳手松开锈蚀螺母。

四清。待螺母松开后,组织3-4人松开扣件、清扫承轨槽脏污后,再行涂油,涂油过程中务必确保油脂涂抹均匀、不得致使钢轨轨面沾染油污。

五调。根据调整量,通过调整轨距挡板、尼龙座来完成轨距调整。4mm及以下轨距调整量,尽量通过调整尼龙座来完成;轨距调整量超过4mm,可同步调整轨距挡板及尼龙座。轨距调整时,同步更换锈蚀扣件、处理失效窜动大胶。有条件时,外侧尼龙座建议更换新尼龙座,确保扣件状态良好。扣件安装时须保证齐全有效,三密贴、轨距挡板和弹条居中,同时为保证轨距调整方向有足够缝隙安放改道器,按照隔三留一的原则安装扣件。

按照隔三留一的原则安装扣件后,使用改道器将轨距调整到位后,使用内燃冲击扳手或锂电扳手拧紧定好轨距处的扣件。定好轨距后,继续安装改道器位置的扣件及复紧。按照此流程流水作业。具体见图6。

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图6 轨道调整隔三留一示意图

待非基准股扣件紧固完毕后,倒回来对基准轨定好轨距的扣件进行复紧加力,确保扭矩达标。

六复。在基准股已加力地段,安排1把电子道尺进行轨距复核,将复核后轨距石笔现场标示于轨底,同时把轨枕斜面位置的精改前轨距数据划掉,避免造成误导。对于改道不达标地段,现场画好撬口,并及时安排返工。

具体流程见图7。

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图7 精改流程图

3.3.1.2 Ⅲb型枕扣件地段

一保。天窗给点后,根据前期工作量调查及现场标示情况,组织2-3人对非基准股窜动、轨距块不密贴、失效轨距块、失效潘德罗弹条进行更换或整正,确保非基准股潘德罗扣件齐全有效。

二量。安排1人对现场再次进行轨距复校及放样,将现场复校轨距现场标示在轨枕斜面处,道尺量取位置务必放置在Ⅲb轨枕正中上方,确保改道、复校量取轨距的位置一致。

三卸。严格执行无缝线路作业相关规定,使用大锤、撬棍等工具按照现场画撬起止位置对基准股扣件进行起卸。遇到潘德罗弹条折断的,使用钢通条将留在挡座孔内的折断潘德罗打出。待潘德罗扣件起卸完毕后,清扫承轨槽脏污。

四清。卸开潘德罗扣件后,对轨底与预埋挡肩座缝隙进行清扫。

五调。由于Ⅲb型枕挡肩以及轨底锈坑的原因,2mm级配轨距块不能保证轨底与预埋挡肩座缝隙完全密贴无缝隙,因此,Ⅲb型枕地段须通过调整和更换轨距块,配合1m改道铁片来完成精改。轨距调整时,同步更换锈蚀扣件、处理失效窜动大胶,有条件时,外侧轨距块受Ⅲ型扣件缺陷影响,大部分轨距块变形严重甚至开裂、潘德罗弹条变现及扣压力衰减严重,建议更换新轨距块及潘德罗弹条,确保扣件状态良好。扣件安装时须保证齐全有效,轨底与预埋挡肩座无缝隙。按照隔一装一的原则使用扁嘴撬棍进行轨距块安装,待定好轨距后,继续将扁嘴撬棍处的扣件安装好。按照此流程流水向前有序作业。

六复。待左右股扣件整治、轨距调整到位后,安排1把电子道尺进行轨距复核,将复核后轨距石笔现场标示于轨底,同时把轨枕斜面位置的精改前轨距数据划掉,避免造成误导。对于改道不达标地段,现场画好撬口,并及时安排返工。

3.3.1异体验收

待各作业小组完成精改并自验完毕后,检查工区利用轨检小车对当日精改地段进行覆盖验收,验收完毕后,及时将作业前后数据进行比对分析,通过精态轨距、轨距变化率精态超限情况以及轨距TQI、轨距变化率TQI指标来评价当日作业质量。详细见表4。

表4 当日作业后质量验收分析

检查日期:2021-8-22 检查人员:广深Ⅳ线

实测位置

标示位置

长度

轨距TQI

轨距变化率TQI

(km)

(km)

(m)

(mm)

(mm)

97.9

97.9

100

0.21

0.22

97.8

97.8

100

0.3

0.26

97.7

97.7

100

0.24

0.24

97.6

97.6

100

0.39

0.29

97.5

97.5

100

0.29

0.28

97.4

97.4

100

0.22

0.25

97.3

97.3

100

0.26

0.21

97.2

97.2

98.7

0.2

0.19

平均TQI

0.264

0.243

62c2796dc8bdd_html_fbcfd7fb50c7f602.png 8 精改地段作业后轨检小车静态波形分析图



表5 轨道 作业验收 (轨距按正负1㎜分析超限报表)

标示位置

轨距

轨距变化率

水平

三角坑

右高低

右轨向

左高低

左轨向

公里

峰值 mm

延长 m

峰值 mm

延长 m

峰值 mm

延长 m

峰值 mm

延长 m

峰值 mm

延长 m

峰值 mm

延长 m

峰值 mm

延长 m

峰值 mm

延长 m

97

403.875





-3.2

2.25











97

421.625





-3.8

7.5











97

853.125

















97

856.375

















97

873.25

















97

873.375

















97

888.875

















3.4精准分析、有效激励

3.4.1精准分析

以作业相关人员为基础,通过钉钉、微信等新型互通平台手段分别建立完善段级、部门级即时沟通群,天窗结束后2个小时内,将轨检小车数据分析情况发至钉钉,并将当天作业质量进行排名通报,实时实现当日作业数据共享。

以次日布置会为契机,由作业负责人组织召开前一日完工会,按照流程,各作业小组依次进行小结,待各小组依次小结完毕后,由作业负责人对前一日轨距精改情况进行总结,通报前一日作业质量、排名和总结分析存在问题。

3.4.2有效激励

通过有效激励,可迅速扭转和提高轨道轨距精改质量及进度上不去的局面,督促各作业部门及各小组设法提高作业质量和效率的决心,提升作业人员的积极性。广深线轨距精改期间,累计考核5600元,发牌5张。

具体方法:一是段业务主管科室向各作业部门实时通报当日作业质量及考核情况;二是各作业部门实时传达段级当日轨距精改情况,同时通过加减分等手段,督促和提高各作业小组带班人的积极性。

3.5即时调整、闭环管理

通过对前一日轨距精改存在的问题进行总结分析后,将相关整改措施落实到具体人,由负责人督促各小组执行到位,通过次日作业质量及劳效分析,精改跟班或暗访等手段,确认各作业部门、各作业小组存在问题是否整改到位,做到问题闭环管理。

  1. 结束语

通过广深线轨道轨距精改实践以及作业后动静态作业质量跟踪,总结摸索出一套较为有效的有砟轨道轨距精改方法,可大幅降低轨道TQI,结合大型养路机械作业可大幅提升线路设备质量和铁路运营安全舒适性,同时可延长铁路轨道质量保质期,大幅减少日常维修养护投入,具有一定的经济价值;同时结合新线钢轨铺设、更换曲线磨耗钢轨、钢轨大修、扣件修、道岔大修及日常维修养护等,效果更佳。



























参考文献


[1]中国铁路总公司.铁总工电[2019]34号 普速铁路线路修理规则[S].北京:中国铁道出版社有限公司,2019.

[2]中国铁路广州局集团有限公司.广铁工发[2019]117 广州局集团公司普速铁路线路修理实施细则[S],2019.

[3]中国铁路广州局集团有限公司.广铁工函[2021]92 广州局集团公司普速铁路轨道精测精捣指导意见(试行),2021.


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