鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械使用的思考和研究

姜 華

（吉林鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林 132001）

0 引言

一百年以前，我國就出現(xiàn)了鐵路。在過去的一百年里，鐵路的養(yǎng)護(hù)手段同整個鐵路事業(yè)一起都有了長足的發(fā)展，一開始是以小型機(jī)械甚至人力作為主要的養(yǎng)護(hù)手段，慢慢發(fā)展到以大型機(jī)械為主要手段的養(yǎng)護(hù)手段。鐵路養(yǎng)護(hù)手段的發(fā)展進(jìn)程在一定程度上驗(yàn)證了鐵路事業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。

相關(guān)部門數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前我國大型養(yǎng)路機(jī)械的作業(yè)能力已經(jīng)達(dá)到道岔搗固12600組、道床清篩3520公里、線路搗固33000公里和鋼軌打磨4200公里。我國鐵路養(yǎng)護(hù)手段的進(jìn)步驗(yàn)證了我國整個鐵路事業(yè)的進(jìn)步。

1 大型養(yǎng)路機(jī)械的產(chǎn)生和壯大

上世紀(jì)的最后二十年，中國的鐵路開始了現(xiàn)代化的進(jìn)程，過去使用的小型養(yǎng)路機(jī)械已經(jīng)很難達(dá)到人們對安全乃至工程質(zhì)量的要求，這使得人們必須突破傳統(tǒng)養(yǎng)路工程的觀念，鐵路的現(xiàn)代化養(yǎng)護(hù)必須注意以下多個方面的內(nèi)容：隨著鐵路線路速度的提升和荷載的增加，鐵路養(yǎng)護(hù)必須實(shí)現(xiàn)機(jī)械化；增加更多的經(jīng)費(fèi)以獲取需要的各種大型的養(yǎng)路機(jī)械；將封鎖天窗技術(shù)合理的利用到養(yǎng)護(hù)工程中；養(yǎng)護(hù)工程中注重管理理念的現(xiàn)代化等等。這些觀念的突破對我國鐵路線路養(yǎng)護(hù)工程的機(jī)械化起到了良好的推動作用，而且也促使鐵道部做出了反應(yīng)，使得鐵道部于上世紀(jì)末進(jìn)行了一系列的鐵路修制改革，對我國鐵路事業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。經(jīng)過鐵道部的科學(xué)驗(yàn)證和深刻討論，最終決定，不再進(jìn)行中型養(yǎng)路機(jī)械的研究，加強(qiáng)對大型養(yǎng)路機(jī)械的研究，將封鎖天窗技術(shù)合理利用到鐵路的繁忙線路。70年代末，我國大力引進(jìn)各種先進(jìn)的大型養(yǎng)路機(jī)械產(chǎn)品及相關(guān)的先進(jìn)技術(shù)，并將其投入到國內(nèi)的大型養(yǎng)路機(jī)械生產(chǎn)廠家，經(jīng)過詳細(xì)研究后再投入到實(shí)際生產(chǎn)中。這樣，我國大型養(yǎng)路機(jī)械發(fā)展的途徑就定下來了。即“引進(jìn)技術(shù)——吸收并消化——國內(nèi)生產(chǎn)——自我探索、研發(fā)”。

20世紀(jì)八十年代中期，因?yàn)榇笮宛B(yǎng)路機(jī)械的普遍使用，從根本上變革了我國傳統(tǒng)的鐵路工務(wù)系統(tǒng)的維修體制和作業(yè)方式，大大提高了養(yǎng)護(hù)線路的質(zhì)量和效率，非常圓滿的解決了運(yùn)行和施工之間的矛盾，而且大大降低了施工過程中發(fā)生事故的可能性。

大型養(yǎng)路機(jī)械的廣泛使用大大推動了我國鐵路事業(yè)的繼續(xù)向前發(fā)展，伴隨著大型養(yǎng)路機(jī)械種類和數(shù)量的逐漸增多，包括操作人員在內(nèi)的大型養(yǎng)路機(jī)械的隊(duì)伍也在迅速的發(fā)展著。

2 多種常用大型養(yǎng)路機(jī)械設(shè)備簡介

大型養(yǎng)路機(jī)械的功能一般包括對鐵路線路的維修、整修和養(yǎng)護(hù)，具體來說可以分為線路石砟搗固密實(shí)、線路石砟清篩、線路道床整形、線路道床震動穩(wěn)定等功能。大型養(yǎng)路機(jī)械設(shè)備不僅能象機(jī)車那樣實(shí)現(xiàn)自行和連掛運(yùn)行，而且還能夠做到滿足線路修理規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，它是一種高新技術(shù)產(chǎn)品，集成了電氣、機(jī)械、氣動、液壓、計(jì)算機(jī)、激光以及自動控制等多種功能于一體，而且具有較強(qiáng)的集成性，技術(shù)含量較高，在鐵路養(yǎng)護(hù)方面起著非常重要的作用。這里簡單介紹一下幾種常用的大型養(yǎng)路機(jī)械設(shè)備：

2.1 搗固車

在對鐵路線路進(jìn)行新線建設(shè)以及運(yùn)營線路維修或者舊線大修清篩作業(yè)中需要用到搗固車，它的主要功能就是夯實(shí)道床肩部道砟以及對軌道進(jìn)行起道抄平、撥道、道砟搗固，使得線路的各項(xiàng)指標(biāo)都能滿足線路休息規(guī)則和線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，讓道床石砟具有更高的密實(shí)度，讓軌道變得更加牢固，列車才能在更加安全的環(huán)境下運(yùn)行。

現(xiàn)在，我國搗固車的車型主要有D09-32型和D08-32型兩種，這兩種車型都是我國在吸收和消化了奧地利普拉塞-陶依爾公司的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)后生產(chǎn)的，而且現(xiàn)在我國已經(jīng)能夠完全自主的進(jìn)行生產(chǎn)，而且已經(jīng)廣泛應(yīng)用到全國各地鐵路線路的修理和養(yǎng)護(hù)工程中。

2.2 動力穩(wěn)定車

使用搗固車對鐵路線路進(jìn)行維護(hù)后，道床密實(shí)度有時(shí)仍然不能達(dá)到目標(biāo)要求，具有較差的穩(wěn)定性和橫向阻力。動力穩(wěn)定車的工作是在模擬列車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的對于軌道的振動和壓力來進(jìn)行的。通過動力穩(wěn)定車的養(yǎng)護(hù)，可以很好的提高道床的穩(wěn)定性和橫向阻力，為首次列車運(yùn)行速度的提高以及消除線路養(yǎng)護(hù)后需要列車慢行等現(xiàn)象打下良好的基礎(chǔ)。

當(dāng)前，我國常用的動力穩(wěn)定車車型是WD320型。

2.3 道砟清篩機(jī)

伴隨著鐵路的長期使用，鐵路線路難免會出現(xiàn)變形、破損、磨耗、臟污、老化和腐蝕等現(xiàn)象，所以，必要的鐵路線路的維修和養(yǎng)護(hù)是必須的，讓鐵路線路的各項(xiàng)指標(biāo)始終能夠滿足列車運(yùn)行的要求，保障了列車的行駛安全。

如果碎石道床有超過30%的不潔度時(shí)（按重量計(jì)），就需要對其清篩處理。道砟清篩機(jī)就是用來清篩道床中道砟的，它先挖出軌枕下面已經(jīng)臟污的道砟，然后清篩作業(yè)，最終向道床回填清潔道砟，并將篩出的污土清理掉。目前，我國常用的是SRM80型全斷面道砟清篩機(jī)。

2.4 配砟整形車

在新建或者養(yǎng)護(hù)鐵路線路的工程中，有一項(xiàng)工作往往是必須要做的，就是對道床進(jìn)行配砟和整形。通常，都是將配砟整形車放置在作業(yè)機(jī)組之首或作業(yè)機(jī)組中或穿插于搗固車之后，它的主要功能就是將道床整理成形，并將道砟清掃干凈。

當(dāng)前，我國應(yīng)用較廣泛的配砟整形車車型是SPZ-200型雙向道床配砟整形車。

2.5 鋼軌打磨車

為了消除鋼軌周期性和非周期性短波不平順，需要進(jìn)行鋼軌打磨作業(yè)，鋼軌表面的傷損也可以應(yīng)用鋼軌打磨車來消除，這種設(shè)備的使用有利于增加鋼軌的使用時(shí)間、平順性以及乘車的舒適度。我國進(jìn)行鋼軌打磨作業(yè)的時(shí)間還較短，當(dāng)前多數(shù)使用的是由美國制造的PGM-48型打磨列車。

3 鐵路線路綜合維修中大型養(yǎng)路機(jī)械的使用

《鐵路線路修理規(guī)則》對線路綜合維修提出了最基本的幾項(xiàng)要求，主要有以下幾個方面的內(nèi)容：線路結(jié)構(gòu)狀態(tài)的改善，線路幾何狀態(tài)的改善，線路線形條件的改善，軌道彈性的改善以及結(jié)構(gòu)健康的保持，排水設(shè)施的疏通等等。

3.1 線路結(jié)構(gòu)狀態(tài)的改善

軌道和路基是線路結(jié)構(gòu)的主要組成部分，我們主要說一下軌道部分。穩(wěn)定的軌道結(jié)構(gòu)是良好線路結(jié)構(gòu)狀態(tài)的保障，是列車能夠安全并且不間斷運(yùn)行的前提。

在軌道中，鋼軌起著非常重要的作用，所有荷載都先由其直接承擔(dān)，然后傳遞給扣件和軌枕等系統(tǒng)。等級越高的鐵路鋼軌技術(shù)有越高的要求，長鋼軌無縫化是首要要求，另外焊縫的平直度和鋼軌踏面也有非常嚴(yán)格的要求，時(shí)速達(dá)200km/h以上的要求必須小于0.2mm/m，另外對鋼軌縱向平直度也有較高的要求，并且對于鋼軌的病害也要及時(shí)的進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和處理。

為了維護(hù)軌道結(jié)構(gòu)的健康，扣件系統(tǒng)起著關(guān)鍵的作用，它的主要功能是均勻軌道整體的受力情況和緩和列車沖擊，它的整體技術(shù)狀態(tài)是由其膠墊的耐久性和彈性、扣件的緊固狀態(tài)、扣壓力、彈程、銹蝕、腐蝕狀態(tài)以及完好率決定的。時(shí)速超過200Km/h的客貨混運(yùn)線路對扣件系統(tǒng)有著近乎苛刻的要求，應(yīng)將其養(yǎng)護(hù)周期盡可能的縮短。

軌枕和軌道的整體技術(shù)狀態(tài)在廣泛應(yīng)用了Ⅲ型軌枕后得到了大幅度的提升，能很好的滿足多種運(yùn)輸條件的要求，為了保證線路能夠均衡的受力，保持正確的垂直布置和間隔尺寸是必須的。

道床的結(jié)構(gòu)是松散的，道碴的材質(zhì)和級配以及貨列車的漏臟污都會對其產(chǎn)生較大的影響，而它又對線路整體的運(yùn)行情況起著嚴(yán)重的影響作用，決定了這一部分是鐵路養(yǎng)護(hù)作業(yè)中應(yīng)該成為著重注意的部分。

3.2 線路幾何狀態(tài)的改善

列車的運(yùn)載量在逐年增加著，逐漸降低了線路軌面高程，然而不同地區(qū)的構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)是不同的，導(dǎo)致了不同地區(qū)具有不同的下沉量，碎石道床也會產(chǎn)生具有一定離散性的壓密變形，因此，線路幾何狀態(tài)有進(jìn)一步惡化的發(fā)展趨勢。

線路幾何不平順可以分為短波長、普通波長和長波長三種類型，列車運(yùn)行速度的不同對線路幾何不平順的激勵和響應(yīng)情況也不相同，正常情況下，列車在一定的運(yùn)行速度下會產(chǎn)生特定波長的幾何不平順；列車會對特定波長的幾何不平順產(chǎn)生較激烈的響應(yīng)；提高列車的行駛速度，對短波不平順有顯著的響應(yīng)，對長波不平順的響應(yīng)就沒那么明顯。

軌道還包括岔道和曲線等設(shè)備和部件，而且也起著相當(dāng)重要的作用，因其特殊的結(jié)構(gòu)特性，存在多種不同的修理方法和方式，因此，對于等級較高的鐵路線路，這也是線路養(yǎng)護(hù)的重要組成部分。

3.3 線路線形條件的改善

等級較高的鐵路線路對鐵路的平、縱斷面往往會有很高的要求。如果這部分出現(xiàn)問題，會給列車的正常行駛帶來很多不利因素，會對列車的正常運(yùn)行帶來不可估量的影響，尤其是那些高速運(yùn)行的列車。

平面上，曲線的技術(shù)狀態(tài)不僅僅要符合正矢偏差，對緩圓、圓緩點(diǎn)位置、曲線頭尾位置及曲線前后直線線形都有非常高的要求，另外還增加了曲線單元管理的概念。以求通過這些達(dá)到控制曲線與道岔和曲線與曲線的目的。

縱斷面上，對變坡點(diǎn)豎曲線和坡長都提出了更高的要求，盡可能不要出現(xiàn)短坡，時(shí)速在250km/h以上的線路不允許出現(xiàn)坡長小于70m的狀況，不管遇到多大的困難那，設(shè)計(jì)時(shí)都應(yīng)該讓坡長更長；變坡點(diǎn)最好通過豎曲線過度，而且沒有必要僅僅局限于《修規(guī)》規(guī)定的設(shè)置豎曲線半徑條件和設(shè)置豎曲線變坡代數(shù)差條件，應(yīng)該將變坡點(diǎn)盡可能通過半徑較大的豎曲線來過度。

另外，還要注意平、縱斷面都出現(xiàn)的一些不利因素，因勢利導(dǎo)，避免出現(xiàn)緩和曲線、較短的夾直線段和道岔單元等與變坡點(diǎn)重疊的現(xiàn)象的發(fā)生，可以采用較大的豎曲線半徑來避免變坡點(diǎn)與圓曲線重疊的現(xiàn)象，以保證列車一直處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。

3.4 軌道彈性的改善

列車線路系統(tǒng)中，軌道彈性是一個非常重要的因素，它能讓車線關(guān)系更加匹配，也可以通過三個方面來有效降低高速運(yùn)行的列車對線路產(chǎn)生的沖擊動力：一是路基和基底結(jié)構(gòu)；二是道床結(jié)構(gòu)；三是軌枕、鋼軌和扣件結(jié)構(gòu)。

鐵路線路建成后，其路基結(jié)構(gòu)和基底就固定下來了，對其的優(yōu)化和養(yǎng)護(hù)一般很難實(shí)施，而軌枕和鋼軌經(jīng)過使用后證明確實(shí)是較適用的優(yōu)秀結(jié)構(gòu)，決定了軌道在將來的發(fā)展方向，這一方面也很難繼續(xù)進(jìn)行優(yōu)化養(yǎng)護(hù)。而在保持軌道彈性方面還有一定的優(yōu)化養(yǎng)護(hù)空間，其性能是由道床的級配、床厚度、道密實(shí)度和潔度決定的，因此，有必要對其進(jìn)行周期性的養(yǎng)護(hù)維修，扣件系統(tǒng)有很高技術(shù)要求，無論是結(jié)構(gòu)還是材料都有嚴(yán)格的規(guī)定對，當(dāng)前普遍應(yīng)用的彈條能夠基本達(dá)到目標(biāo)要求，但在膠墊耐久性等問題上還存在一些隱患，對彈條的長期使用造成了不利影響。

4 結(jié)束語

在鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械發(fā)展的20年里，在充分吸收和消化引進(jìn)的先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，在我國快速發(fā)展起來，大型養(yǎng)路機(jī)械應(yīng)用在鐵路線路得養(yǎng)護(hù)作業(yè)中，線路維修作業(yè)質(zhì)量得到了有效保障，列車開通速度也得到了大大提高，施工與運(yùn)輸之間的矛盾也在一定程度上得到了的緩解，為鐵路技術(shù)裝備現(xiàn)代化貢獻(xiàn)出了很大的力量。

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