鐵路大型養路機械使用的思考和研究

姜 華

（吉林鐵道職業技術學院，吉林 132001）

0 引言

一百年以前，我國就出現了鐵路。在過去的一百年里，鐵路的養護手段同整個鐵路事業一起都有了長足的發展，一開始是以小型機械甚至人力作為主要的養護手段，慢慢發展到以大型機械為主要手段的養護手段。鐵路養護手段的發展進程在一定程度上驗證了鐵路事業的發展進程。

相關部門數據顯示，當前我國大型養路機械的作業能力已經達到道岔搗固12600組、道床清篩3520公里、線路搗固33000公里和鋼軌打磨4200公里。我國鐵路養護手段的進步驗證了我國整個鐵路事業的進步。

1 大型養路機械的產生和壯大

上世紀的最后二十年，中國的鐵路開始了現代化的進程，過去使用的小型養路機械已經很難達到人們對安全乃至工程質量的要求，這使得人們必須突破傳統養路工程的觀念，鐵路的現代化養護必須注意以下多個方面的內容：隨著鐵路線路速度的提升和荷載的增加，鐵路養護必須實現機械化；增加更多的經費以獲取需要的各種大型的養路機械；將封鎖天窗技術合理的利用到養護工程中；養護工程中注重管理理念的現代化等等。這些觀念的突破對我國鐵路線路養護工程的機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，使得鐵道部于上世紀末進行了一系列的鐵路修制改革，對我國鐵路事業的發展產生了深遠的影響。經過鐵道部的科學驗證和深刻討論，最終決定，不再進行中型養路機械的研究，加強對大型養路機械的研究，將封鎖天窗技術合理利用到鐵路的繁忙線路。70年代末，我國大力引進各種先進的大型養路機械產品及相關的先進技術，并將其投入到國內的大型養路機械生產廠家，經過詳細研究后再投入到實際生產中。這樣，我國大型養路機械發展的途徑就定下來了。即“引進技術——吸收并消化——國內生產——自我探索、研發”。

20世紀八十年代中期，因為大型養路機械的普遍使用，從根本上變革了我國傳統的鐵路工務系統的維修體制和作業方式，大大提高了養護線路的質量和效率，非常圓滿的解決了運行和施工之間的矛盾，而且大大降低了施工過程中發生事故的可能性。

大型養路機械的廣泛使用大大推動了我國鐵路事業的繼續向前發展，伴隨著大型養路機械種類和數量的逐漸增多，包括操作人員在內的大型養路機械的隊伍也在迅速的發展著。

2 多種常用大型養路機械設備簡介

大型養路機械的功能一般包括對鐵路線路的維修、整修和養護，具體來說可以分為線路石砟搗固密實、線路石砟清篩、線路道床整形、線路道床震動穩定等功能。大型養路機械設備不僅能象機車那樣實現自行和連掛運行，而且還能夠做到滿足線路修理規范標準，它是一種高新技術產品，集成了電氣、機械、氣動、液壓、計算機、激光以及自動控制等多種功能于一體，而且具有較強的集成性，技術含量較高，在鐵路養護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路機械設備：

2.1 搗固車

在對鐵路線路進行新線建設以及運營線路維修或者舊線大修清篩作業中需要用到搗固車，它的主要功能就是夯實道床肩部道砟以及對軌道進行起道抄平、撥道、道砟搗固，使得線路的各項指標都能滿足線路休息規則和線路設計標準的要求，讓道床石砟具有更高的密實度，讓軌道變得更加牢固，列車才能在更加安全的環境下運行。

現在，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-陶依爾公司的先進生產技術后生產的，而且現在我國已經能夠完全自主的進行生產，而且已經廣泛應用到全國各地鐵路線路的修理和養護工程中。

2.2 動力穩定車

使用搗固車對鐵路線路進行維護后，道床密實度有時仍然不能達到目標要求，具有較差的穩定性和橫向阻力。動力穩定車的工作是在模擬列車運行時產生的對于軌道的振動和壓力來進行的。通過動力穩定車的養護，可以很好的提高道床的穩定性和橫向阻力，為首次列車運行速度的提高以及消除線路養護后需要列車慢行等現象打下良好的基礎。

當前，我國常用的動力穩定車車型是WD320型。

2.3 道砟清篩機

伴隨著鐵路的長期使用，鐵路線路難免會出現變形、破損、磨耗、臟污、老化和腐蝕等現象，所以，必要的鐵路線路的維修和養護是必須的，讓鐵路線路的各項指標始終能夠滿足列車運行的要求，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（按重量計），就需要對其清篩處理。道砟清篩機就是用來清篩道床中道砟的，它先挖出軌枕下面已經臟污的道砟，然后清篩作業，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。

2.4 配砟整形車

在新建或者養護鐵路線路的工程中，有一項工作往往是必須要做的，就是對道床進行配砟和整形。通常，都是將配砟整形車放置在作業機組之首或作業機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。

當前，我國應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，需要進行鋼軌打磨作業，鋼軌表面的傷損也可以應用鋼軌打磨車來消除，這種設備的使用有利于增加鋼軌的使用時間、平順性以及乘車的舒適度。我國進行鋼軌打磨作業的時間還較短，當前多數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路機械的使用

《鐵路線路修理規則》對線路綜合維修提出了最基本的幾項要求，主要有以下幾個方面的內容：線路結構狀態的改善，線路幾何狀態的改善，線路線形條件的改善，軌道彈性的改善以及結構健康的保持，排水設施的疏通等等。

3.1 線路結構狀態的改善

軌道和路基是線路結構的主要組成部分，我們主要說一下軌道部分。穩定的軌道結構是良好線路結構狀態的保障，是列車能夠安全并且不間斷運行的前提。

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，然后傳遞給扣件和軌枕等系統。等級越高的鐵路鋼軌技術有越高的要求，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格的要求，時速達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的進行養護和處理。

為了維護軌道結構的健康，扣件系統起著關鍵的作用，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，它的整體技術狀態是由其膠墊的耐久性和彈性、扣件的緊固狀態、扣壓力、彈程、銹蝕、腐蝕狀態以及完好率決定的。時速超過200Km/h的客貨混運線路對扣件系統有著近乎苛刻的要求，應將其養護周期盡可能的縮短。

軌枕和軌道的整體技術狀態在廣泛應用了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。

道床的結構是松散的，道碴的材質和級配以及貨列車的漏臟污都會對其產生較大的影響，而它又對線路整體的運行情況起著嚴重的影響作用，決定了這一部分是鐵路養護作業中應該成為著重注意的部分。

3.2 線路幾何狀態的改善

列車的運載量在逐年增加著，逐漸降低了線路軌面高程，然而不同地區的構筑物結構是不同的，導致了不同地區具有不同的下沉量，碎石道床也會產生具有一定離散性的壓密變形，因此，線路幾何狀態有進一步惡化的發展趨勢。

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，列車運行速度的不同對線路幾何不平順的激勵和響應情況也不相同，正常情況下，列車在一定的運行速度下會產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生較激烈的響應；提高列車的行駛速度，對短波不平順有顯著的響應，對長波不平順的響應就沒那么明顯。

軌道還包括岔道和曲線等設備和部件，而且也起著相當重要的作用，因其特殊的結構特性，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，這也是線路養護的重要組成部分。

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，會對列車的正常運行帶來不可估量的影響，尤其是那些高速運行的列車。

平面上，曲線的技術狀態不僅僅要符合正矢偏差，對緩圓、圓緩點位置、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，對變坡點豎曲線和坡長都提出了更高的要求，盡可能不要出現短坡，時速在250km/h以上的線路不允許出現坡長小于70m的狀況，不管遇到多大的困難那，設計時都應該讓坡長更長；變坡點最好通過豎曲線過度，而且沒有必要僅僅局限于《修規》規定的設置豎曲線半徑條件和設置豎曲線變坡代數差條件，應該將變坡點盡可能通過半徑較大的豎曲線來過度。

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

3.4 軌道彈性的改善

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

鐵路線路建成后，其路基結構和基底就固定下來了，對其的優化和養護一般很難實施，而軌枕和鋼軌經過使用后證明確實是較適用的優秀結構，決定了軌道在將來的發展方向，這一方面也很難繼續進行優化養護。而在保持軌道彈性方面還有一定的優化養護空間，其性能是由道床的級配、床厚度、道密實度和潔度決定的，因此，有必要對其進行周期性的養護維修，扣件系統有很高技術要求，無論是結構還是材料都有嚴格的規定對，當前普遍應用的彈條能夠基本達到目標要求，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 結束語

在鐵路大型養路機械發展的20年里，在充分吸收和消化引進的先進技術的基礎上，在我國快速發展起來，大型養路機械應用在鐵路線路得養護作業中，線路維修作業質量得到了有效保障，列車開通速度也得到了大大提高，施工與運輸之間的矛盾也在一定程度上得到了的緩解，為鐵路技術裝備現代化貢獻出了很大的力量。

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