高速线路高平顺性要求

1. 高速线路高平顺性要求 湖南高速铁路职业技术学院 秦立朝

3. 一 概述 高速线路列车运行速度高、密度大，意味着很小的事故就会影响一大批列车的运营，加之乘客更加重视列车准点率、舒适度；因此，对于高速线路来说，必须具有高安全性、高平顺性、高可靠性，具有更优质的维修服务以及更快的反应速度，也意味着高速线路维修养护更具挑战性。

4. 二 高速铁路高平顺性要求 高速线路有别于一般线路的主要特点就是具有高平顺性。 国内外建设高速铁路的实践表明：平顺性控制是高速线路的核心问题，技术关键问题，是关系高速铁路建设成败的大问题。 必须高度重视

5. 轨道不平顺的影响 1. 轨道不平顺的影响 2. 高速行车条件下，轨道不平顺与机车 车辆相互作用特点 3. 高速行车条件下，轨道平顺状态的监测

6. 1 轨道不平顺的影响 著名力学家铁木辛柯等早已指出，如果没有轨道不平顺，车辆在理想的完全平直的轨道上行驶时，便不会产生振动和动作用力。行车速度即使达到每小时数百上千公里时，速度变化所引起的轨道附加动挠度仍然很小，可忽略不计。 所以 轨道不平顺是引起列车振动、轮轨动作用力增大的主要根源。 对行车平稳舒适和行车安全都有重要影响， 平顺性是轨道方面直接限制行车速度的主要因素。

7. 各种轨道不平顺的影响

8. 2 轨道不平顺与车辆相互作用的特点 2.1在高速行车条件下，幅值微小的轨道不平顺也可能引起轮轨强烈地冲击振动，产生很大的轮轨作用力。 0.2mm微小焊缝迎轮台阶形不平顺，300km/h时引起的轮轨冲击性高频作用力（P1）可达722kN，低频轮轨力（P2）达321kN，可加速道碴破碎、道床路基产生不均沉陷，从而形成较大的中长波不平顺。

9. 轨面短波不平顺引起的巨大轮轨作用力，还可能引发钢轨、轮轴断裂，导致恶性脱轨事故。近年德国高速列车装有降噪声橡胶圈的车轮部件伤损，轮箍脱落，列车脱轨倾覆的悲惨事故，便是唤起重视轮轨动力作用的警钟。轨面短波不平顺引起的巨大轮轨作用力，还可能引发钢轨、轮轴断裂，导致恶性脱轨事故。近年德国高速列车装有降噪声橡胶圈的车轮部件伤损，轮箍脱落，列车脱轨倾覆的悲惨事故，便是唤起重视轮轨动力作用的警钟。 在高速条件下，焊缝不平、轨面剥离、擦伤、波形磨耗等各种微小的轨面短波不平顺都是产生严重轨道不平顺，恶化轨道几何状态的重要根源。并能引起很大的噪音。

10. 2.2 小幅值不平顺对振动舒适性的影响增大 在高速行车条件下，幅值很小的连续轨道不平顺也能引起车体较大振动，使平稳舒适性恶化。 例如，幅值为10mm波长40m连续的高低不平顺，在常规速度下引起的车体振动和轮轨动作用力都很小，容许存在。但在速度达300km/h时，就可使车体垂向产生频率为2Hz，加速度为0.18g的持续振动。持续时间较长时，乘客的血压、脉博、呼吸、消化等就可能不正常，身体健康方面的安全性将得不到保障。

11. 根据试验研究： 1～1.5Hz的横向振动加速度大于0.16～0.18g时，将使人站立不稳，行走时会被摔倒。 大于0.15～0.25g时，锅、盆、杯、碗内的液体将溢出 因此，为保障不摔伤、碰伤、烫伤旅客和餐车工作人员，弄赃旅客的衣物，不能允许可使车体产生横向0.15g的局部轨道不平顺。 为保障旅客阅读、书写、餐饮等不受干扰，不受到惊吓产生反感，法、日、德等国规定，局部轨道不平顺引起的瞬时作用的垂向加速度不得大于0.12～0.15g，横向加速度不大于0.1～0.12g。

12. 日本------板式轨道 法国------有砟轨道 德国------无砟轨道 中国------无砟轨道、有砟轨道 3、高铁建设

13. 日本------板式轨道1 设计理念 ——新干线设计立交全封闭，无道口，坡度限制不超过10%，减少停靠车站，客运专线，出台了《关于在新干线铁道妨碍列车安全的处罚特例法》，此法规定：行人或放置物体侵入新干线3m及以内即属犯罪；向列车投掷或发射物品也属犯罪。 ——采用设备优先原则，建立可靠的列车安全保证系统。采用先进的ATC列车速度控制系统；在新干线沿线设置自然灾害预警系统；对直接控制列车运转的装置和设备，在设计和应用过程中考虑故障问题等。 ——科学合理的提速技术路线。不是一味强化基础设施，而是着力提高列车性能，将高速列车轴重由原来17t降低到11t。 ——极为重视路基工程。将路基这一土工构造物当成构造工程来对待，一直不断对路基标准、设计、施工和质量控制进行研究，在实践中不断完善、修改，不良地基地段全部以高架形式通过，并对一般路基地段进行强化处理。 ——积极采用省力化或环保形轨道。根据寿命周期成本最低选用轨道结构，日本称之为：“最佳轨道结构”。

14. 2 养路体制 实行三级管理，总公司下设地区分公司，地区分公司下设基层技术中心或所，新干线轨检车检测、线路维修委托给合作公司。 总公司：技术指导、制定将来计划、技术开发、与相关机构的协调、教育培训、其它。 分公司：总公司指导内容的实施、预算的执行、简单的技术开发、工程合同、其它。 技术中心：检查、作业的实施、工程合同、灾害防护、其它。

15. 3 轨道状态的评价与管理标准 日本新干线对局部轨道不平顺性的评价与管理分为五级， ——验收目标值：维修作业和工程施工后应达到的质量目标值。 ——计划维修目标值：为在制订维修计划时，确定需要进行维修的轨道不平顺的管理目标值。 ——舒适度管理目标值：为确保列车良好舒适度的目标值。 ——安全目标管理值：当达到或超过该值时，将会对高速行车安全性有较显著的影响，因此应限期（一般15天）紧急补修。 ——慢行管理目标值：当达到或超过该值时，列车必须降速慢行，并以任何可能的手段立即予以消除。

16. 4、安全制度 （1）进入线路 为防止事故在线路的两侧设置有屏栅，禁止进入轨道内。在紧急情况下，在通知列车缓行后方可进入。 （2）养路作业时间带 白天的行车密度很大，全部维修养护作业都安排在凌晨0:00一6:00之间列车停运的时间带内。另外，必须预先在调度命令上登记作业内容。 3）养路用车辆接近的报警装置 虽然是养路作业时间带内的作业，也要监测其它养路作业使用的养路车辆的接近，为确保作业人员的安全，在作业现场设置报警装置。 （4）养路用车辆等的运行时刻表 养路作业的同时使用钢轨打磨车等养路用车辆时，为确保作业人员的安全，要编制记载有必要事项的养路用车辆的运行时刻表。 （5）确认车辆的运行 为了确保列车的高速运转，每天在首次列车运行之前，先运行确认车辆的运行，检查线路内是否有异物，并进行排除。在确认车通过之前，必须完成养路作业。

17. 5、日本新干线线路养护维修特点 ——全面贯彻预防性修理的指导思想，设定预防性维修极限值，在该阶段内实施修理，尽力减少事后修理。 ——制订了完整的轨道状态评价与管理标准。 ——建立了检测技术先进、检测周期较密，动态检测为主、静态检查为辅的检测体系。 ——重视轨道长波长、轨面短波不平顺的管理。 ——运行、维修时间带分开，线路维修夜间开“天窗”进行。

18. ——高度重视施工作业后质量确认，每次施工后、新干线高速列车开通前，开行确认车对线路进行确认是否满足高速运行条件。——高度重视施工作业后质量确认，每次施工后、新干线高速列车开通前，开行确认车对线路进行确认是否满足高速运行条件。 ——轨道维护实现信息化管理，根据综合检测数据处理结果，指导线路的养护维修工作。 ——建立线路设备检测、管理、维修分开，轨道动态检测－大型养路机械开“天窗”作业—轨检车检测质量验收闭环管理的维修体制。 ——建立可靠的自然灾害预警系统。

19. 法国------有砟轨道1 设计理念 新线设计充分考虑日后线路养护，新线建设与运营维修统筹兼顾，避免反复施工、投入，追求综合经济效益最佳化。如： ——严格控制轨道的初始不平顺。法铁的经验是：新线施工和大修时道碴必须整平、压实，严格执行作业流程，并采用先进的施工和维修机具，作业后进行严格验收。必须一次铺成无缝线路，不能用短轨过渡。钢轨铺好后，在开通行车之前，需预先打磨，磨掉在铺轨过程中产生的微小轨面不平顺，防止微小轨面缺陷导致轨道不顺的恶化。 ——同步建成绝对坐标测量系统，为运营后线路维护提供控制基准。 ——道岔设计、生产、铺设一体，高速道岔的生产、组装、预铺工厂化，确保道岔铺设精度和质量，采用大号码可动心轨道岔。 ——强化路基，严格执行路基规范，保证路基修筑质量，提高轨道保持能力。 ——严格控制原材料和产品质量。法铁高度重视建设中采用的材料质量，从钢轨、轨枕、扣件、道碴到路基填料均制定了各自的技术条款，并对其质量进行反复检测，若发现质量问题，则严格按合同条款进行退赔。

20. 铺设在线路上的道碴

21. 2、 线路维修管理体制 为了使线路处于良好的状态，确保TGV运行的安全、正点和舒适性，法国既有高速铁路共设置了五个综合维修段负责基础设施的养护和维修。 综合维修段主要负责线路、桥梁、隧道、接触网、通信、信号等基础设施的养护维修工作。 综合维修段内又按专业设置综合工区，综合工区主要分为两类，一类负责轨道、桥梁、隧道等设施的养护维修工作(以下简称线路工区)，另一类负责接触网、通信、信号等设施的养护维修工作(以下简称信号工区)。综合工区内按专业又分为几个作业小组。

22. 3 、轨道不平顺管理标准 • 四级值： • 目标值（VO）—指新线铺设或维修作业后应达到的质量标准。 • 警告值（VA）—对达到或超过该值的轨道不平顺要实施重点观测，分析其发展变化情况并做出维修计划。 • 干预值（VI）—对于达到或超过该值的地点或区段实施必要的维修作业，一般在15天之内予以实施，并使其达到目标值。 • 限速值（VR）—对于达到或超过该值的地点或区段列车必须降速行驶，并以任何可能的手段(包括手工作业)予以整治。

23. 4、维修天窗 法国高速线基础设施维修天窗分白天和夜间两个时段。养护维修工作主要在夜间进行，夜间从0:00—6:00开设6h的垂直矩形维修天窗，实际维修工作时间4h左右，其他为准备、设备到位和撤离时间。在一些特殊情况下，夜间也开设“V型天窗”，但邻线列车的运行速度由300km/h降为170km/h。如作业线上仅有打磨列车作业而没有维修人员在线上时,就采用“V型天窗”。 法铁高速线白天开设1h左右的“V型天窗”，主要用于道岔转辙部分、密贴检查装置的检修以及线路巡视。一般情况下，对临线的运行速度没有限制，但需采取安全防护措施。法国高速铁路明确规定不能取消白天“V”型天窗，主要由于视线原因，即使夜间解决了照明问题认为还是有很多缺陷检查不到。规程规定，检测车只能对线路检测，道岔和无缝线路温度调节器必须在白天进行人工检查。

24. 5、法国TGV线路养护维修的特点 ——实行预防性维修制度。法铁管理轨道的指导思想是在轨道几何状态快要恶化，但尚未严重不良之前就进行预防性计划维修，而不像有些国家铁路那样，等轨道状态变坏了再修。 ——采用大型养路机械、开“天窗”、按绝对基准进行整平、拨道作业，提高作业质量，有效地消除对高速行车有害的轨道不平顺波长成份，达到高速线路所必需的维修精度。 ——注重钢轨维修。法铁强调，钢轨是支持列车运行的基本保证，由于其承载的重要性、焊接和探伤工艺的特殊性、几何尺寸的精确性（以0.1mm为单位）、高速运行条件下轨面的平顺性等要求，必须有专门机构负责钢轨维修工作。法国国铁的经验证明：在线路捣固后实施钢轨打磨可以改善线路平顺性，从而省去一次捣固作业，可以使道床维持更长的时间。 ——高度重视线路开通安全。维修作业完成后及每天正式运行前，开行一列时速为170km/h的TGV专用列车，检查线路等基础设施的质量及是否有路障，以确保TGV运行安全。 ——实现信息化管理。养护维修管理基本采用信息化管理，目前，SNCF公司主要利用DEFRAIL和TIMON两个软件对线路的养护维修进行信息化管理。

25. 德国------无砟轨道1 设计理念 ——轨道质量控制和保证贯穿于新线设计、施工、运营全过程。 ——新建高速铁路广泛采用无碴轨道结构。 ——采用跨区间超长无缝线路和120m长钢轨。 ——线路大修原则是尽可能使轨道结构升级。 ——重视路基基床表层处理，采用强化路基结构。 ——注重路桥过渡段处理，严格控制路基变形及工后沉降，实现刚度平缓过渡。 ——以列车适应线路，以移动设备适应固定设备，通过减轻列车轴重和簧下质量，以减少列车对线路的冲击。

26. 2 德国高速铁路轨道不平顺管理标准 德国高速铁路对轨道状态的评价分为五级： SR0：该值表明轨道平顺性很好,安全储备很大，不需要关注。 SRA：超过该值，表明对轨道平顺状态的安全储备开始有影响，需要进行跟踪评价。 SR100：该值表明,除对轨道平顺状态的安全储备开始有影响外，还对技术经济上的合理性也有影响。 SRlim：超过该值时，不仅会对轨道变形安全储备有较大的影响，而且还将会出现对机车车辆的运行安全和对轨道的破坏出现不允许的情况。 Grenzwert：这是一个直接影响安全的极限值，也就是说轨道变形的安全储备已用尽，是不容许达到的极限值。

27. 3、线路维修“天窗” 德国高速铁路主要为客货混行，列车密度很大，夜间仍然有货车运行，维修作业一般安排在夜间或周末进行。“天窗”时间安排在凌晨3:30—6:00，160km/h的快速货车安排在3:00之前通过，以免影响养护维修作业。对于需要长时间作业的维修工作，集中安排在周末夜间(星期六、日夜间不运行货物列车)进行。区间内平均约6km设一组渡线，以便一线维修一线组织反向行车。

28. 4、德国高速铁路线路维修特点 ——采取周期较长、动态检测为主的检测模式。德国对高速铁路线路的日常检查以轨检车为主且周期较长。 ——严格轨道不平顺管理。 ——采用大型养路机械根据基准点进行作业。 ——建立保障高速列车运行安全的轨道不平顺限速管理紧急处置系统。设置轨检车—行车指挥—工务管理部门间的无线通讯联络及申报、批准下达限速命令的系统。 ——实行检、养、修分开维修养护体制。

29. 中国------无砟轨道 设计思路和结构特点 整体道床和无砟梁后，发展了弹性支承式、板式、长枕埋入式、双块式、纵连板式轨道。 坚实基础上现浇三向混合承力单元式整体道床。 因施工水平限制，设计以简单方便、易于施工为主线。 因车速低，未考虑结构受力整体性和合理刚度等问题。 其他无砟轨道参照国外相关设计思路。我国的设计思路还没有完全成形。

30. 高速铁路轨道不平顺管理标准 中国高速铁路对轨道状态的评价分为四级 Ⅰ级----保养标准 Ⅱ级----舒适度标准 Ⅲ级----临时补修标准 Ⅳ级----限速标准 检查项目：轨距、水平、轨向、高低、三角坑、水加、垂加 轨道质量指数（TQI）

31. 我国武广高铁维修“天窗”管理 武汉铁路局、广铁集团分别成立武广客运专线天窗修领导小组，由铁路局主管安全副局长任组长，组员由安监室、运输、机务、工务、电务处有关人员组成，并指派专人负责。武汉铁路局、广铁集团天窗修管理办公室，负责客运专线天窗修的检查、指导、总结和考核等专业管理工作。督促有关部门制定相关专业实施办法、检修工艺标准和制定有针对性的施工维修安全措施。每月按规定进行考核。两局天窗修管理办公室应建立定期联系协调机制，及时协调武广客运专线天窗修存在的问题。 列车运行图安排垂直天窗，天窗时间固定，每日不少于240分钟。 天窗利用可按专业作业相对固定日期，每旬逢1、4、7日以工务作业为主，2、5、8日以电务作业为主，3、6、9日以供电作业为主，天窗应综合利用。每日开行载客动车组前，必须开行确认列车；综合检查车及确认列车的开行纳入列车运行图。 线路维修“天窗”

32. 综合维修系统 其维修机构由综合检测中心和综合维修段、综合工区、大型养路机械段组成。 ⑴综合检测中心 综合检测中心配置电气轨道综合检测试验车组进行全线线路、通信信号、牵引供电等固定设施的动态检测，将采集的检测信息通过计算机系统进行分析处理，通过分析处理结果，提出维修、保养建议计划。 ⑵综合维修段 综合维修段是高速铁路固定设施检查、养护和维修的主要组织和管理单位，负责固定设施维修，并制定维修计划；组织综合工区进行作业，负责材料、配件及工机具储备和供给等。 ⑶综合工区 综合工区是综合维修段下的高速铁路固定设施检查、养护和维修的作业组织。综合工区应负责固定设备、设施的日常巡检、保养，临时补修和抢修等作业，配合大型养路机械完成线路的综合维修作业。 ⑷大型养路机械段 高速铁路的线路特点决定其线路的综合维修必须采用大型养路机械。大型养路机械管理、应用和检修单位为大型养路机械段。大型养路机械段,主要承担线路的综合维修，远期还承担高速铁路的线路大修。

33. 维修特点 ----工作的基本任务是确保线路高平顺性、高稳定性和舒适性。 ----维修应贯彻“预防为主、检重于修”的原则，按周期进行检查，实行设备等级修和专业修。 ----实行检修分开的管理体制。 ----在无碴轨道维修过程中应积极采用新技术、新设备、新材料、新工艺，提高维修质量和劳动生产率。 ----应运用信息技术，建立无碴轨道维修管理信息系统，逐步实现维修管理信息化、智能化，采用CPIII精测网，监测无碴轨道的变化，指导维修。

34. 谢谢你的耐心！