我国大型养路机械的发展历程及现状

我国大型养路机械的发展历程及现状摘要:我国铁路养护手段,早期主要是纯粹的人力养护,随着铁路事业的整体进步,开始在工作中使用小型机械,再发展到大型机械化。文中介绍了我国铁路大型养路机械发展历程和几种主要铁路大型养路机械设备,并对养路机械的发展前景谈了一些看法。关键词:铁路;养护;大型养路机械一、引言在列车长时间运行和自然条件作用下，铁路线路会不可避免地发生变形或损坏。为了确保列车安全、平稳、快速运行，延长线路各组成部分的使用寿命，必须加强线路的养护和维修工作，使线路设备经常保持良好状态。作为铁路工务部门基本任务的铁路线路养护，成为铁路运输组织体系中一项基础性的工作，成为确保运输安全、运输效率、运输服务的前提。铁路养护工作不到位，一切便都无从谈起。我国铁路已经有百余年的历史。百余年来，铁路养护手段随着铁路事业的整体进步，亦得到了飞速发展，从纯粹的人力到小型机械化，再到大型机械化，铁路养护手段发展的历史，就是铁路百年史的缩影。二、我国铁路大型养路机械的发展历程2.160年代以前：人工养护人力养护百年铁路，百年血汗。中国早年的铁路养路水平很低，至少到上世纪60年代以前，铁路线路养护基本上靠的是人力。一到铁路线路需要修理的时期，养路工人就扛起洋镐忙活开了。“晴天一身汗，雨天一身泥”，正是养路工人的真实写照。养路工人的工作量极其繁重，最主要的原因是铁路线路养护的工作对象过于笨重粗大。我们可以按照最低的标准进行简单换算：按照每米50公斤计算，一条12.5米长的钢轨重达625公斤；而按照每个工人在正常情况下能够搬得动50公斤重的东西换算，仅搬动一条12.5米长的钢轨就需要10多个工人。这仅仅是换轨一项，而更换一公里钢筋混凝土轨枕，就需要10辆50吨的车皮来运输；清筛一公里道床，就需要800个至1000个工人劳作一天。有人计算过，捣固枕木时用的重达4公斤多的洋镐，一个工人每天大概要举起2500次之多，累计举重至少10吨多。人力养护线路劳动强度大，工作效率低，作业质量不高。随着铁路事业的发展，铁路养护工作在上世纪60年代之后，迈出了艰难的步伐。2.260至80年代：小型机械化上世纪60年代之后，为适应铁路快速、重载以及轨道结构重型化的技术发展，各国铁路竞相采用大型养路机械。到80年代末，发达国家的铁路已基本形成以大型养路机械为主要作业手段的格局。在此阶段，我国的铁路养护事业亦在探索多年之后，迈出了艰难的一步，开始在工作中使用小型机械，摆脱了完全依靠人力进行铁路养护的时代。2.380年代末至今：走向大型机械化进入80年代之后，随着我国铁路运输密度的加大，繁忙干线的维修工作采用传统的方式和手段已无法完成。与此同时，轨道结构的日益现代化也向养路机械的作业质量提出了更高的要求。在这种形势下，我国养路机械化工作不可避免地迎来了变革。1983年6月，由当时的铁道部工务局等单位组成的中国铁路大型养路机械考察订货组，赴奥地利、瑞士和德国对欧洲铁路大型养路机械的运用情况进行了考察，并于是年7月中旬在奥地利同普拉塞公司签署了RM80型道清筛机、08-32型起拨道抄平捣固车、DGS62N型道床动力稳定车以及SSP103型配砟整形车各1台的订货合同。是年10月，铁道部利用日元贷款再次订购了同样型号的捣固车3台、稳定车2台、配砟车2台。次年下半年，这批由奥地利进口的大型养路机械次第到达天津新港，配属给沈阳铁路局锦州第一线路大修段4台、北京铁路局北京机械化养路队7台。1985年，北京局使用大型养路机械在京秦线进行了线路维修试验，共完成线路维修302.2公里；沈阳局使用大型养路机械在沈山线、大郑线进行了线路大修试验，共完成线路大修34公里，两项试验取得了圆满成功，从而开创了我国铁路大型养路机械作业的新局面，受到全路工务职工的热烈欢迎。大型养路机械化设备的引进，在极大地提高铁路线路养护的效率和质量的同时，也使原有的铁路养护作业体制发生了变革，而变革结果就是使在繁忙线路开“天窗”作业成为共识，并使我国铁路养护作业正式进入了大型机械化时代。在引入大型机械之前，我国铁路养护作业无论是单线还是双线，一般都是采用在列车间隔时间内进行作业的办法，在列车到来前通知人员和机械迅速撤离轨道，但有时会因撤离不及时而发生事故。线路修理与安全行车的矛盾日益突出，铁路养护不得不考虑解决办法和新的出路。经过长达几年的论证和慎重考虑，铁道部最终决定采用高效、大型的养护机械开“天窗”进行线路作业，这既是解决我国运输繁忙线路维修作业的有效手段，也是现代化铁路线路维修发展的方向。所采用的新设备、新办法，对提高线路质量、保证运输安全和扩能具有保障作用。经过全路近20年的不懈努力，我国大型养路机械从无到有、从小到大并形成一定规模，主型机械齐全，附属设备配套，在装备有捣固、清筛、动力稳定、配砟整形等机型的基础上，还陆续装备了钢轨打磨车、道岔打磨车、道岔捣固车、大修列车、道岔铺换设备等新型机械。装备规模也在不断扩大，尤其是“十五”期间，铁道部批准并实施了大型养路机械及工务专用设备“十五”装备计划，总投资约44.6亿元，装备各类大型养路机械293台，工务专用设备125台，组成线路大修机组17个，线路维修机组32个。如果这个计划完全实施，“十五”结束时全路将累计拥有34个线路大修机组，70个线路维修机组，配备各类大型养路机械578台，各类工务专用设备214台。为适应大型养路装备的组织需要，全路范围内陆续成立了19个大型养路机械段，全部采用大型养路机械进行线路的大型维修作业。装备规模的扩大，极大地提高了大型养路机械的作业能力，并发挥了其特有的作用：保证了线路大修、维修工作的正常需要，在灾害抢险中尽快开通线路发挥重要作用，使新建线路提高开通速度成为可能，在全路五次大提速工程中，顺利完成了线路改线、调整超高等大量工程任务，线路达到目标速度得以实现等等。据统计，我国铁路现有大型养路机械的作业能力分别达到线路捣固33000公里，道床清筛3520公里，钢轨打磨4200公里，道岔捣固12600组。2004年，为配合提速工程需要和正常线路大修、维修需要，全路大型养路机械共完成线路捣固38325公里，完成道床清筛2453公里，钢轨打磨3339公里，道岔捣固8210组。上世纪90年代以来10余年间，我国大型养路机械国产化工作也取得了可喜的进展，具备年产各类大型机械120台的能力。三、几种铁路大型养路机械设备简介大型养路机械是实现铁路轨道作业机械化的重要施工设备，如线路捣固车、道岔捣固车、动力稳定车、配砟整形车、钢轨打磨车等。现今的大型养路机械是集机械、液压、电气、气动为一体的机械，采用了大量先进技术，如电液伺服控制技术、自动检测技术、微机控制技术、激光准直技术等。一般由以下部分构成：发动机系统、动力传动系统、制动系统、走行系统、电气系统、液压系统、检测装置、工作装置。综合维修采用大型养路机械作业时，一般为全面起道、全面捣固。在作业时配套使用起、拔道捣固车，动力稳定车，配砟整形车联合作业，充分发挥激光照准、自动抄平、起道、拔道、捣固、动力稳定、回填道砟、道床整形和夯拍功能。3.1捣固车捣固车适用于铁路线路的新线施工、既有线大中修清筛作业后和运营线路维修作业，对轨道进行自动抄平起、拨道、道碴捣固作业，提高道床石碴的密实度，增加轨道的稳定性，消除轨道的方向偏差，左、右水平偏差和前、后高低偏差，使轨道线路达到线路设计标准和线路维修规则的要求，保证列车的安全运行。我国生产的几种捣固车资料如下：3.1.1CDG-16k型道岔捣固车用于道岔作业，消除几何尺寸偏差，如图的CDG-16k型道岔捣固车有4个独立的捣固装置共有16个镐头，可根据道岔不同位置实现单镐和双镐捣固，按预先设定的轨道几何参数一次性完成道岔区单枕起道、拨道、抄平、捣固、枕端夯实，大大提高了整组道岔的平顺性。3.1.2DG-32k型捣固车用于线路作业，消除轨道几何尺寸偏差，捣固装置有32个镐头，步进式作业，可按预先设定的轨道几何参数一次性完成2根轨枕的起道、拨道、抄平、捣固、枕端夯实。3.1.3DGL-32k型连续式捣固车用于线路作业，消除轨道几何尺寸偏差，捣固装置有32个镐头，采用主车与工作小车分离的形式，实现连续式作业，可按预先设定的轨道几何参数一次性完成2根轨枕的起道、拨道、抄平、捣固、枕端夯实。3.2动力稳定车铁路线路经过破底清筛和捣固作业后,道床仍不够密实,道床横向阻力和稳定性都较差。动力稳定车是模拟列车运行时对轨道产生的压力和振动等综合作用而工作的。动力稳定车的作业可以使大、维修后铁路线路迅速提高道床横向阻力和道床的稳定性,从而提高线路维修后首次列车的运行速度,为取消线路作业后列车慢行创造了条件。WD-320型动力稳定车是我国现阶段应用范围比较广泛的车型。通过其两个激振装置，强迫轨排及道床产生横向水平振动并向道床传递垂直静压力。使道砟流动重新排列，互相填充达到密实，实现轨道在振动状态下有控制地均匀下沉而不改变线路原有的几何形状和精度，以提高作业线路的横向阻力和道床的整体稳定性，可有效降低线路维修作业后列车限速运行的限定条件。3.3配砟整形车在铁路线路的新建、维修和大修过程中,道床的配砟、整形是必不可少的一项工作。一般,配砟整形车位于作业机组中或作业机组之首或穿插于捣固车之后,用于将道床整理成形,同时将散落在轨枕或扣件上的道砟清扫干净,它具有对道床进行配砟、整形和清扫轨枕枕面等作用。DPZ-440型单向配砟整形车是我国最新研制的配砟整形车。其主要技术特点如下：（1）大量采用自主研发的部件、总成及技术。①自主设计各工作装置，增加局部集砟、补砟功能；②设计采用了两级减振转向架，提高的自行和联挂速度及道岔的通过能力；③采用了激光传感技术的避障系统、道床断面激光扫描系统及工控机作业控制系统，可对中犁、侧犁作业效果进行有效测量并显示。（2）提高了作业行车安全。①在保证生产效率的前提下将工作装置设计为单向作业，便于作业瞭望，行车安全可靠；②采用激光传感器，作业时可对道床及两侧的障碍物进行测量机判断。（3）提高作业效率。①将作业走行速度设计为15km/h，缩短了作业后退的时间；②加长侧犁犁板的长度，扩大了侧犁的迎砟面积，增加道砟的流量；③减小侧犁犁板的迎砟角度，有利于道砟在侧犁犁板上的流动。3.4钢轨打磨车钢轨打磨一般是指消除钢轨周期性和非周期性短波不平顺而进行的作业。钢轨打磨车的使用可以及时消除钢轨的表面伤损,有利于延长钢轨使用寿命,极大提高了轨道的平顺性和旅客列车的舒适度。我国铁路钢轨打磨工作起步较晚,目前使用最多的车型是美国制造的PGM-48型打磨列车。该车是我厂与美国PJ公司合作生产的大型养路机械设备，主要用于消除钢轨表面的磨损、变形和其他缺陷。整列车由三辆车组成，前、后为动力车，中间一辆为生活车。动力车部分全部为进口设备，可靠性强，技术性能处于世界先进水平。打磨效率高，每节车装由两个打磨小车，每个打磨小车装由8个打磨头，全车共有48个打磨头。打磨精度高，由计算机控制自动检测和调整打磨量。四、我国养路机械发展前景我国大型养路机械的发展趋势应向高效化、精确化、多功能化发展。我国养路机械经过二十年的发展,在国内的装备已具备了相当大的规模,养护水平也有了长足的进步。国内大型养路机械制造业已实现了全部线路大修、维修主型机械的国产化,国产设备占到我国大型铁路养路机械总量的90%。今后养路机械市场将呈现以下特点:现在常用机型的养路机械的市场需求将明显减少;道岔、隧道、桥梁相关养路机械将会有一定量的需求;高速铁路相关养路机械的需求将呈现日益增长的趋势;高中低端、大中小型养路机械均会有需求,且匹配将趋向合理化。大型养路机械的广泛使用,大大提高了线路维修作业质量和作业效率,结束了我国铁路依靠人工养护的历史。同时,我们也依靠着自身的力量,通过学习借鉴国外先进的技术经验,开辟了大型养路机械的国产化道路。大型养路机械主要机型全部实现了国产化,填补了我国在该领域的空白。我们在走国产化的道路上,应当始终坚持:1.通过引进技术、消化吸收再创新,全面掌握国外先进技术,积累自有技术和核心技术,开发具有自主知