国内外高速铁路轨道管理标准

第1页共102页国内外高速铁路轨道管理标准部基础设施检测中心陈东生[e-mail]第2页共102页内容一、高速铁路客运专线特点二、国外高速铁路轨道状态控制标准及方法三、国内高速铁路轨道状态控制标准及方法四、控制轨道平顺性主要技术措施第3页共102页一、高速铁路客运专线特点高速铁路定义：速度≥200km/h以上线路；分为200～250km/h有砟轨道；300～350km/h无砟轨道形式。技术特点：•采用高强度、高稳定性有砟或无砟轨道结构；•具有不同于其他普通线路的特点-高平顺性；•竣工开通速度等于设计速度。第4页共102页高速铁路高平顺性确切含义：•高低、轨向、水平、扭曲和轨距偏差等局部孤立存在的不平顺幅值较小。•连续成段大量存在各种不平顺幅值的标准差很小。•敏感波长和周期性不平顺的幅值很小。•具有谐振波形特征的不平顺幅值更小•焊缝不平顺、新轨的平直性偏差很小。•轨道不平顺各波长成分的功率谱密度值很小。第5页共102页高平顺性要求：•对路基、桥梁、轨道结构、道岔等的设计；•对线路施工方法、机具的选择；•对钢轨的平直性；•对轨道部件的性能参数以及轨道的维修等各方面；提出了更高、更严格的要求。第6页共102页高速铁路高平顺性特点：•高平顺要求是高速铁路线、桥设计和线路施工的控制性条件。•既使路基、桥梁、轨道结构符合强度条件的要求，不一定能满足平顺性条件，高速铁路满足强度条件易，满足平顺性条件难。•满足了高平顺要求，便能大幅度降低车辆振动和轮轨相互作用力，使强度条件和行车安全都能得到可靠保证。第7页共102页•高速铁路的平顺性控制，涉及路基、桥梁、轨道结构等多方面的设计、施工、检测评定、维修管理等各个环节。•轨道管理技术是确保各个环节安全可靠的关键技术。第8页共102页高速铁路养护维修管理技术：•线桥设备管理（桥梁、隧洞、钢轨、轨下基础及扣件、道岔、道床等）；•线路技术管理（平纵断面及其对轨道的影响、桥隧及轨道部件技术状态、技术标准等）；•养护维修管理（修程、修制、管理模式、养路机械、轨道桥梁检测、质量评定和控制等）；•综合管理（计划管理、财务管理等）。第9页共102页高速铁路养护维修管理技术：•目的：通过对高速铁路基础设备的日常管理和维护，使其始终处于高标准、高平顺状态，始终满足高速铁路安全、平稳、舒适运输的要求。•条件：实时动态监控；掌握状态变化；科学评价；维护和处理；恢复最佳状态。第10页共102页轨道不平顺状态发展的各阶段第11页共102页高速铁路养护维修标准制定：①原则:•高速铁路按照设计速度，确保高速列车舒适、平稳、安全、不间断运输品质为前提；•维修能力、维修水平、维修体制；•科学性、经济性。②依据：•以轨道不平顺对机车车辆动力响应的影响作为制定的依据。（安全性、平稳舒适性）第12页共102页高速铁路养护维修标准制定原则：•安全性评价指标：依据国标GB5599－85中机车车辆的脱轨系数（Q/P）、轮重减载率（ΔP/P）、横向力（Q）、轮轴横向力等；脱轨系数采用：Q/P≤0.8减载率△P/P0≤0.8轮轴横向力H≤0.85(10+Pst/3)第13页共102页高速铁路养护维修标准制定原则：•平稳舒适性评价指标：依据ISO2631中车体振动加速度等。主要通过振动加速度幅值方式进行评价。车体振动水平加速度a≤0.09g车体振动垂直加速度a≤0.12g第14页共102页高速铁路养护维修标准制定原则：•方法：借鉴国内外研究成果和运用标准的经验；采用各种设备测试机车车辆及轨道动力学参数的试验方法；建立车辆/轨道动力学数学模型，采用计算机技术的仿真分析方法；第15页共102页国内外高速铁路养护维修管理标准内容国别轨道不平顺分级管理名称日本验收目标计划维修舒适度安全目标限速管理法国VO目标值VA警告值VI干预值VR限速值德国SR0初始状态SRA安排维修SR100限时维修SRlin限速中国作业验收计划维修舒适度临时补修限速第16页共102页二、国外高速铁路养护维修•高速铁路线路养护维修核心内容：•高速铁路线路养护维修的主要特点是按设备状态进行必要的适度维修，即“状态修”。•是以线路设备运用状态为基础，通过监测手段来实时掌握线路设备的工作状态，依据设备状态标准评价其是否处于良好状态，对线路设备状态临近失效但尚未出现故障时，进行适当和必要的维修，做到既不失修也不过剩修，使设备始终处于可靠受控状态。第17页共102页二、国外高速铁路养护维修•线路的检测；•是获得线路设备技术状态信息、掌握线路设备变化规律、编制维修作业计划和分析设备病害的主要依据。大型动态检测设备为线路的“状态修”提供了技术支持，其动态检测资料为线路的养护维修提供了科学的依据。第18页共102页二、国外高速铁路养护维修•线路状态评价：•对于真实反映轨道实际状态质量的数据，依据高速铁路轨道状态管理标准和评价方法，综合分析、总结规律，确认其设备状态水平（优良、合格、失格）。第19页共102页二、国外高速铁路养护维修•线路养护维修修程修制：•养护维修的基本内容：主要包括路基、道床、轨枕和钢轨的养护维修，连接部件和轨道加强设备的更换养护，道岔、道口及一些标志的维修和更换。•线路的修程：主要是指线路的修理类型、修理周期和具体的修理内容。由于国内外线路在基本结构、运行状态等方面存在差异，所以在修理类型和具体的施工作业方法上也有所不同，但在养护维修的基本内容和维修周期上差异不大。•应用“状态修”维修模式是客运专线线路养护维修工作中应重点考虑的问题。目前国内外“状态修”在线路养护维修方面的应用还不是很成熟。因此，结合“状态修”的特点，借助现代化的技术手段，使“状态修”在线路养护维修方面的技术日趋成熟。第20页共102页二、国外高速铁路养护维修•线路养护维修体制：•线路的养护维修的组织管理可分为“修养分开”和“修养合一”两种形式；国外主要是“修养分开”方式。•国外的“修养分开”与我国在工作组织上存在很大不同。日本新干线的维修工作均是由非铁路部门的专业承包商以承包的方式进行作业。主要维修设备产权属各铁路客运公司，租借给承包商，小型维修机具由承包商自行购置。•因此铁路客运公司基层养护维修部门的主要业务是工程发包管理、维修检查等。这种管理模式为提高维修质量以及发展维修技术提供了一个良好的平台。第21页共102页•北美模式：以美国、加拿大为代表，主要特点是货运以干线为主，组建货网一体的区域性铁路货运公司；客运在全国范围内组建一个公司，租用货运公司的线路。•欧洲模式：以打通欧洲各国铁路界限、建立统一的运输网络为目标，将铁路客货运营与线路基础设施相分离。•日本模式：以建立区域性运输公司为主，组建6个区域性客运公司、1个全国性货运公司。•俄罗斯和印度模式:将路网和客货运营合为一体，全国组建一家铁路公司，对全国铁路运输生产实行统一管理。第22页共102页二、国外高速铁路养护维修标准（日本、德国、法国、美国、韩国）①建设阶段轨道初始不平顺控制标准：•钢轨平直性控制标准•轨道铺设精度控制标准（作业验收标准）②新线开通运营后的轨道不平顺控制标准：•高速铁路轨道不平控制管理标准第23页共102页1.日本轨道维修管理•为科学地管理和掌握轨道状态，合理编制维修计划，有效地进行维修作业，减少轨道不平顺量，保持轨道良好的平顺状态，日本新干线高速铁路研究制订了一套科学的轨道状态评价与管理技术标准；•日本新干线高速铁路对轨道状态的管理与评价，既对局部轨道状态进行评价和管理，也对500m区段的轨道不平顺指数P值来评价轨道状态的好坏。•日本新干线对轨道状态的评价与管理分为五级第24页共102页日本管理值定义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。第25页共102页日本铁路轨道分类方法和保养目标值线路类别既有线路新干线项目最高速度100km/h130km/h160km/h270km/h300km/h高低10m弦20m弦40m弦19131010*7*787*7*轨向10m弦20m弦40m弦191310*474*6*轨距+10，-5+10，-5+8*，-4*+6，-4+6*，-4*水平16119*55*平面性55*第26页共102页日本新干线轨道不平顺管理目标值（160km/h以上）类别单位作业验收计划维修舒适性管理安全管理160km/h慢行轨道不平顺10m弦高低mm≤4671015轨向mm≤34469轨距mm≤±2+6,-4+6,-4+6,-4水平mm≤3557平面性mm/2.5m≤345640m弦高低mm7～10轨向mm6～7轨面凹凸不平顺mm/m0.30.6车体加速度垂向(全振幅)g0.250.250.350.45横向(全振幅)g0.200.200.300.35第27页共102页•P值是指500m轨道区段中，超过±3mm的采样点数占总采样点数的百分比。•P值管理仅限于高低和轨向两项：东海道新干线的高低P值约为1.5，轨向P值约为0.3。日本新干线区段轨道管理-P值第28页共102页2.德国轨道维修管理•德国高速铁路对轨道状态的评价与管理，既评价轨道几何状态即干扰值，亦评价由干扰值引起的机车车辆动力响应即反应值。•维修计划的制订与实施则根据干扰值和反应值是否达到或超过相应的管理标准•德国高速铁路对轨道状态的评价分为五级第29页共102页德国管理值定义限界值名称含义SR0线路开通运营之初，轨道的平顺状态。表明轨道变形的安全储备很大，不需要进行评价。SRA当轨道不平顺值超过此值时，表示有必要从经济的角度考虑安排补救性的维修。表明对轨道变形安全储备开始有影响，需要进行详细评价。SR100表示轨道的不平顺已达到技术或经济的一个界限值。当轨道不平顺超过此值时，即要求在下一次常规检查之前进行维修，维修的最后时间是由轨道不平顺值超过SR100的程度和出现的轨道不平顺类型决定的。当轨道不平顺值超过SR100时，可能会出现如下情况，即在下次常规检查之前如果不进行维修轨道不平顺偏差值可能会超过SRlimSRlim表示轨道功能的完整性被削弱。不仅对轨道变形安全储备有较大的影响，而且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，维修工作必须立即进行。根据相应的规范还要采取进一步的措施，在维修工作未完成之前所有通过列车的速度须降至40km/h。SR极限值轨道变形的安全储备已用尽，是不容许达到的极限值。线路已不适合运营，须关闭进行维修。第30页共102页德国：德国高速铁路轨道不平顺管理标准第31页共102页德国铁路无碴轨道工程的技术要求–验收原则上，按DS820和相关法规进行验收。对无碴轨道的验收作出以下补充：（1）验收施工单位根据883.0031规范规定对于已完成试验的线路进行自检，并提交有关参数检测结果的图表、资料之后才可提出验收申请。•线路高低和方向的检测要求：（一般波长）用30米弦长；检验点和校算点之间的距离为5米（相当于8个轨枕间隔）；两个相距为5米的相邻检验点和校算点的实际矢高差与理论矢高差之间的误差≤2mm；在每个轨枕位置均须检测。第32页共102页德国铁路无碴轨道工程的技术要求•线路高低和方向的检测要求：（长波）用300米弦长；检验点和校算点之间的距离为150米（相当于240个轨枕间距）；两个相距150米的相邻检验点和校算点的实际矢高差与理论矢高差之间的误差≤10mm；在每个轨枕位置均须检测。•轨道高程和平面位置(轨道相对于周边建筑物)的检测要求：每5米（为8个轨枕间距）一个测点，规定轨道实际高程和平面位置与设计高程（轨顶面）和设计平面位置（轨道中心线）的允许误差≤10mm。第33页共102页德国铁路无碴轨道工程的技术要求（2）轨道几何状态动态验收•轨道的