高速铁路的维修施工“天窗”

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,高速铁路的维修施工“天窗”,梁殿坤,2010.9.17,内容提要：,1.,国外高速铁路的施工“天窗”,2.,线桥设备通过能力是铁路运输能力的组成部分,3.,线路“天窗”作业的发展,轨道是铁路基础设施的主要设备之一，要确保高速铁路轨道的正常运用，必须实施有效的管理，包括设备管理（钢轨、轨下基础及扣件、道岔、道床等轨道部件）、技术管理（线路平纵断面及其对轨道的影响、轨道部件技术状态、技术标准等）、修理管理（修程、修制、管理模式、养路机械、轨道检测、质量评定和控制等）和综合管理（计划管理、财务管理等）。轨道是铁路基础设施的主要设备之一，要确保高速铁路轨道的正常运用，必须实施有效的管理，包括设备管理（钢轨、轨下基础及扣件、道岔、道床等轨道部件）、技术管理（线路平纵断面及其对轨道的影响、轨道部件技术状态、技术标准等）、修理管理（修程、修制、管理模式、养路机械、轨道检测、质量评定和控制等）和综合管理（计划管理、财务管理等）。,轨道在机车车辆动力作用下，在风、沙、雨、雪和温度变化等自然条件影响下，将产生一系列变形，这些变形包括弹性变形和永久变形。在任何情况下，高速铁路的变形不能超过一定的限度。因此，对轨道的变形要及时进行修理。,一、国外高速铁路的施工“天窗”,（一）客运专线管理涉及养护维修的两个基本观点,1.,基本建设要一次达标，在建设中没有达标的项目在运营后再想达到设计标准是不可能的。,这个原则决定了国外高速铁路具有良好的质量，其运输设备的变形符合一定运输条件下的规律，基本不存在超限严重、难以用正常修理手段进行修理的病害。,2.,既有线的特点是边运营、边变形、边修理，而客运专线是运营中有变形，但不能在运营中修理。,这个特点要求基础设施必须具有足够的强度和抵御变形的能力，同时两次修理之间的间隔时间必须符合一定运输条件下的变化规律，既不必太短也不能太长。,（二）国外高速铁路的施工“天窗”,1.,日本：,日本铁路线路修理工作均采用大型养路机械，维修作业集中在夜间,0,：,00,到早上,6,：,00,进行，其中,0,：,00,3,：,00,为作业时间，,3,：,00,6,：,00,为检查时间。夜间这段时间全部作为修理天窗时间，不行车，不仅可以加强修理力度，也可以减少行车噪声对居民的干扰。,2.,法国：,法国铁路根据运营要求合理安排线路修理天窗。法国高速线上的高速列车夜间不运行，在东南线上，最早一班自巴黎开出的列车是早上,6,：,00,，而最后一班自巴黎开出的列车是晚上,10,：,00,以后。在白天，除了紧急情况外，一般不进行维修，而为了满足维修规则的要求，在线路上仍必须留有维修作业所需的“维修天窗”，时间至少,1,：,30,，主要用于检查，又称“检查天窗”。,对于一些工作量较大的维修工作，如更换高速线上的重要部件等，一年内必须有几次,6,7,小时的夜间维修天窗。,3.,德国,德国铁路运行图为检查和维修预留天窗是工作日早晨,3,：,00,5,：,00,，周末的夜间也可用于进行维修作业。,4.,西班牙：,西班牙高速铁路主要在夜间进行预防性维修，时间安排在,0,：,00,4,：,30,，在这段时间内进行基础设施的维修，并开行,1,辆检测车沿线进行检查，早,7,：,00,恢复正常运行,。,根据这些国家维修工作的经验，高速铁路的养护维修工作量都在预计范围内。,二、线桥设备通过能力是铁路运输能力的组成部分：,（一）既有线特别是六次大提速，充分表明线桥设备通过能力是铁路运输能力的组成部分。线桥设备不能不修，不修就不能保证通过能力和行车安全,;,要修就必须封锁线路。,针对客货混运的运输条件，客车速度提高要求有良好的线路条件和平顺的轨道结构，而货物列车对线路破坏加剧，无法合一。,1.,部已形成共识：时速,250km,动车组线路原则上不进货车。,2.2006,年起轴重,23,吨货车大量上道，,C80,货车普遍使用，都会出现新的情况。,（二）高速铁路养护维修管理的需要：,高速铁路和既有铁路最大的区别就是高平顺性和高可靠度，其维修和管理都要保证列车以最高速度安全的、不间断的运行。,（三）线路变形加剧和运输密度加大使“天窗”矛盾尖锐：,总费用,P=,F(t,),线路,P,2,=,(,t,),总费用,P,“天窗”时间,t,t,P,min,运营,P,1,=,(t,),“天窗”,-,总费用关系曲线,从“天窗”,-,总费用关系曲线可以看出，有一个综合效率最高、综合成本最低的问题。图中，曲线,1,为运输部门的支出，“天窗”延续时间越长，支出越大；曲线,2,为工务部门的支出，“天窗”延续时间越长，支出越小；曲线,3,是线路作业的总开支，曲线,3,上极点处有,Pmin,，对应的,t,值就是最佳的“天窗”。,原联邦德国铁路统计，如果“天窗”内纯作业时间为,3,小时，线路维修的单价每延米为,100%,，则,5,小时为,75%,，,8,小时为,65%,，这就是工业发达国家尽量采用长大“天窗”进行维修作业的主要原因。,前苏联铁路对不同“天窗”时间线路大修（,100km,）总换算费用进行了计算，根据线路的运营条件，最佳的“天窗”时间为,5,小时左右。,三、线路“天窗”作业的发展：,为了取得“天窗”作业的最大经济效益，工业发达国家都进行专门的研究，如国际铁路联盟（,UIC,）第七专门会议、华沙铁路合作组织（,OC,）第九专门会议和一些工业发达国家的运输部门都设有专门的机构研究“天窗”问题,。,线路作业“天窗”一般分大修和维修两种，大修“天窗”延缓时间较长，维修“天窗”延缓时间较短。所有有关单位都要充分利用“天窗”内的每一分钟，尤其是在高速铁路和繁忙干线上，有的国家把这种“天窗”称为“黄金天窗”。,西欧、北美等国铁路的运输能力远未达到饱和的程度，故可以开设较长的“天窗”而不影响运输能力。以原联邦德国和美国铁路为例，大修“天窗”的延缓时间一般不少于,6,8,小时，有的甚至,12,小时以上或更长，但要求修理后的线路允许速度较高并尽快恢复常速。,当高速铁路达到一定数量并形成网络后，如何开行“天窗”和如何利用“天窗”将是一个新的课题，而高速铁路和既有路网形成大的路网时，这个矛盾可能会更加尖锐。但同时也表明，包括高速铁路在内的路网如何处理好运输指挥和运输设备修理的问题，在中国高速铁路应该领先于世界其他国家。,（一）“天窗”参数：,1.“,天窗”延续时间；,2.,每周能设“天窗”次数,3.,每年能设“天窗”次数,4.“,天窗”结束后的行车条件,5.,最经济的“天窗”时间,（二）确定“天窗”的影响因素：,1.,管理体制,2.,运营条件,3.,作业的经济要求,4.,机械配置和组织机构,5.,对作业进度、质量和工艺的技术要求,（三）“天窗”种类：,1.,夜间“天窗”,夜间“天窗”都开设在繁忙干线上，包括高速铁路、市郊电气化客运线和地下铁道。这些线路行车密度大且客车必须占用白天，因此只能在夜间客流量减少或停止运输时开设“天窗”进行作业。夜间“天窗”的时间视各线运营条件确定，如莫斯科地铁为,2,3,小时。在日本和法国高速铁路上，线路作业都是在轨检车检测后的,1,2,天夜间“天窗”。,2.,节假日“天窗”,这是西欧一些工业发达国家、特别是原联邦德国采取的方式。主要做法是利用节假日、包括周末两个休息日，职工不用乘坐班车上班，在一些客运线上开设,8,12,小时“天窗”进行线路作业，其他少量旅客则提前与公交部门取得联系，加开临时班车协助运送。,3.,技术“天窗”和累计“天窗”,这是前苏联通常采用的一种方法，用于繁忙干线和主干预。根据前苏联交通部的命令，技术“天窗”的延续时间不小于,2.5,3,小时。在每年线路作业季节，按与运输部门和计划部门共同制定的计划，在每昼夜固定的时间开设“天窗”，每周若干次，每年总数为,150,180,次。,4.,间隔“天窗”,这是前苏联在一些繁忙干线上创造的大修作业“天窗”。其做法是以一个铁路局的某枢纽站为基地，在一定的作业半径内，在两个或两个以上的方向上，集中几个线路机械站的技术力量，根据每一方向上的线路条件，分配好线路作业量。在不同方向上开设“天窗”。日期是互相交叉的。,5.,综合“天窗”,这也是前苏联在繁忙干线上经常采用的方法，目的在于减少每年开设“天窗”的次数，综合利用“天窗”时间，同时还可发挥大型养路机械的作业效率。这种方法的最大特点是要组织铁路局内各有关施工单位密切配合，最大限度地利用“天窗”时间，但同时，其组织、协调工作量也是巨大的。,