跨区间无缝线路设计及其养护维修毕业设计[1]2.doc
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1、目 录绪 论1第一章 高速铁路技术41.1 高速铁路的发展41.2 高速铁路的特点6本章小结51第二章 高速铁路养护维修方法53 国内外线路养护维修概况532.1.1 我国线路养护维修简介532.1.2 国外线路养护维修简介542.2 国内外线路养护维修差异性分析552.2.1 高速铁路线路养护维修核心内容552.2.2 线路的检测 58 2.2.3 线路养护维修修程修制 2.2.4 线路养护维修体制 2.3 我国高速铁路的运用维修 2.3.1 综合维修602.3.2 高速综合检测列车61 2.3.3 大型养路机械设备 2.3.4 客运专线线路“状态修”的实施 本章小结61第三章 高速铁路综合
2、维修体制62 3.1 综合维修的概念623.1.1 综合维修的概念62 3.1.2 综合维修的有利条件及其优越性63 3.2 高速铁路综合维修体制方案讨论70 3.2.1 高速综合维修体制方案703.2.2 对高速铁路维修相关问题的分析73本章小结79对高速铁路维修的想法8083参考文献84绪 论 中国地大物博人口众多,因此我国对运量大、速度快、能耗小、成本低、环境污染小、安全性高、舒适性高、可靠性高的铁路需求很高。而铁路作为连接我国的大动脉在拉动中国经济飞速发展方面又起到了决定性的作用。铁路是我国不可或缺的重要基础设施、国民经济的动脉以及交通运输体系的主干,其命脉作用能够得以充分发挥的重要前
3、提工作是做好铁路养护。长期以来我国的关注重点主要集中在铁路运量的提高与铁路管理部门制度的改进等方面,而铁路养护工作并没有得到充分的关注,铁路养护费用还比较大,其管理水平的提高也比较缓慢。由于列车不间断地运行以及自然界和人为的作用,往往使高速铁路线路发生各种变形或损坏。为了确保列车能在技规定的最高速度安全、平稳、不间断地运行,以及延长线路各部分的使用寿命、必须加强对线路的养护维修和监测,保证线路设备经常处于完好状态。尤其是对高速铁路线路,各国都更加重视对线路的管理和检查。铁路线路设备是铁路运输业的基础设备。它常年裸露在大自然中,经受着风雨冻融和列车荷载的作用,当线路运营时间过长时,线路各项技术指
4、标都会发生变化,线路的方向、高低、道床厚度等等轨道几何尺寸不断变化,路基及道床不断产生变形,钢轨、联结零件及轨枕不断磨损,因而使线路设备的技术状态不断地发生变化。这些情况的发生将威胁到铁路运行的安全,必须及时根除。为满足运输要求,我们需要对线路进行维修,以使其恢复原设计运行能力。甚至提高铁路的运营能力。此外线路从铺设之初就应当对其进行必要的养护,对于线路我们应当始终坚持养护为主维修为辅的策略。适合高速铁路的生存环境其实只有两条基本原则:第一是人口稠密和城市密集,而且生活水准较高,能够承受高速轮轨比较昂贵的票价和多点停靠,第二是较高的社会经济和科技基础,能够保证高速轮轨的施工、运行与维修需要。就
5、这两点而言,以巴黎和柏林为核心的欧洲大陆和日本密集的城市带是最适合不过的。因此世界最先进的高速轮轨技术诞生在德、法、日这3个国家就非常合乎逻辑。第一章 高速铁路技术1.1 高速铁路的发展所谓高速铁路,通常是指最高运行时速在200公里以上的铁路。铁路作为一种经济的、大运量的交通工具,在许多国家的经济生活中占有非常重要的地位,并为本 国经济和社会的发展做出了重大的贡献。但近年来,随着航空、海运和公路等运输方式在我国迅速崛起和发展,铁路运输受到了严峻的挑战,这种发展趋势就促使铁 路必须进行内部体制改革以及运输手段的技术创新,进一步加速铁路的高速化、重载化和多式运输的立体化,进而实现铁路路网的现代化。
6、国内高速铁路的发展 中国高速铁路的发展 20世纪80年代末,中国铁路已将高速化提上了议事日程;1994年,建成了国内第一条准高速铁路即广深准高速铁路。目前,京秦客运专线正在建造,京沪高速铁路的筹建也在紧锣密鼓的进行。 秦沈客运专线已于2000年开工,预计2003年竣工通车。秦沈客运专线自秦皇岛站开始至沈阳北站止,全长404.651kme双线;最小曲线半径一般3500m,困难3000m;最大坡度12编;设计速度200km/h(按250km/h预留)。它是我国第一条高速客运专线。 我国高速铁路的发展虽落后于世界主要发达国家,但近十年来已取得了很大的发展。 (1)首辆速度达200km/h综合试验车
7、速度达200km/h综合试验车,由四方机车车辆厂与四方车辆研究所共同研究开发,填补了国内高速试验车领域的空白。该高速试验车重要的走行部分SW-200转向架是一项最新科研成果,转向架在郑武线试验时,最高速度达240km/h。 (2)铁道部科学研究院环行铁道试验 速度达200km/h的列车,在铁道部科学研究院环行铁道线上进行了整车性能的综合试验。列车由头部的动力车、尾部的控制车和中间五节车厢组成,机车在1998年的试验中达到了240km/h的最高时速。后在广深线上进行了试验并投入商业运营。 (3)广深线引进摆式列车 1994年4月,铁道部与瑞典国家铁路咨询公司签署了高速铁路系统一摆式列车技术在中国
8、既有线铁路运用的可行性研究的合作项目.1996年11月,广深铁路股份公司与瑞典Adtranz公司签定了“X2000在中国试验及商务运营”的合作协议。引进一列X2000摆式列车,并命名为“新时速”,在广深线运营两年。 X2000摆式列车采用车体可倾摆技术和径向转向架,当列车在曲线上行驶时,倾摆系统使车体倾斜适当的角度,当车体倾斜速度为40/s时,车体倾摆角度可达80,相当于可补偿70%的离心力,因此摆式列车的曲线通过速度可比一般列车提高20-30%。在广深线试验,最高速度达到223km/ho广深线在既有线路来加改造的情况下,“新时速”列车运行速度达到了200km/h,开辟了我国既有线提速的新途径
9、。“新时速”列车的开行,结束了我国无高速列车的历史。 (4)国产“蓝箭”号投入广深线运行 1998年开始研制我国第一列采用交一直一交传动新技术的“蓝箭”电动车组,由一辆动力车、六辆拖车(其中一辆为控制拖车)组成,设计最高速度为230km/ho2000年11月初,在广深线上试验达到235km/h的最高速度,是我国自行研制的目前国内技术水平和运行速度最高的电动车组。2001年1月8日,“蓝箭”号列车正式投入广深线商务运营,标志着我国步入了高速列车发展的新时代。 (5)高速动车组的发展 国外先进的高速动车组已普遍采用了轻量化铝合金车体、高可靠性无摇枕转向架、大功率交直交牵引传动、微机控制电空联合制动
10、、基于计算机和网络技术的列车控制和旅客信息系统等。由于动力分散动车组与动力集中动车组比较在高速运用条件下有明显的优点,因此动力分散是高速动车组的发展趋势。动力分散动车组优点:牵引功率大,载客人数多;轴重小,黏着力利用合理;启动快,加速性能好;运用可靠,不需换向;利用率高,适合公交化客运;编组灵活,经济效益高。 我国时速200km及以上动车组技术引进、吸收、消化和再创新工作,正在按计划顺利推进。第六次大面积提速调图时速200250km动车组已上线运行,具有中国自主品牌的300km/h的CRH一300动车组开发进展顺利,2008年将投人运用。为适应大运量、长运距的高速客运需要,铁道部正在积极组织1
11、6辆长编组座车和世界首创的长编组高速卧铺车的开发,也将在2008年完成;还将根据运输需要继续开发双层客车等形式的高速动车组。届时,国内企业将掌握包括关键技术在内的动车组技术,在技术上处于主导地位,国产化率将达到70以上,并形成开发和制造高速动车组系列产品,生产一流水平的中国品牌动车组的能力。到“十一五”末期,我国机车车辆装备制造业必将跨人国际先进水平的行列。国外高速铁路的发展日本1964年10月1日正式开通的东海道新干线全长公里,运营速度高达210公里/小时,它的建成通车标志着世界高速铁路新纪元的到来。当时的东京至新大阪“东海道”新干线仅用8年时间就收回全部投资。日本为首的第一代高速铁路的建成
12、,大力推动了沿线地区经济的均衡发展,促进了房地产、工业机械、钢铁等相关产业的发展,降低了交通运输对环境的影响程度,铁路市场份额大幅度回升,企业经济效益明显好转。虽然新干线的速度优势不久之后就被法国的TGV超过,但是日本新干线拥有目前最为成熟的高速铁路商业运行经验近40年没有出过任何事故。法国TGV可能是目前唯一没有任何盈利色彩而享誉世界的法国产品。它的最大优势在于传统轮轨领域的技术领先。1996年,欧盟各国的国有铁路公司经联合协商后确定采用法国技术作为全欧高速火车的技术标准。因此TGV技术被出口至韩国、西班牙和澳大利亚等国,是被运用最广泛的高速轮轨技术。德国 ICE:则是目前高速铁路中起步最晚
13、的项目。其内部制造原理和制式与法国TGV有很大相似之处,目前的最高时速是1988年创下的409公里。 1.2 高速铁路的特点 (1)速度快。高速铁路的试验速度已经超过500公里/小时,最高运行时速300公里,今后将更快。 (2)客运量大。一条高速公路一年最大客运量不会超过1000万人次。日本的一条高速铁路一年客运量已达到1.5亿人次。 (3)全天候。高速铁路由计算机控制运行,风雨雪雾等恶劣天气,对它没有影响。列车按规定时刻到发与运行,规律性很强。这是飞机、汽车及其他交通工具所不及的。 (4)安全可靠。日本1985年统计,每10亿人公里死亡人数,铁路为1.971人,汽车18.929人,飞机为16
14、.006人。日本新干线建成运营三十多年,运输旅客35亿人次,法国巴黎到里昂的1100多公里高速铁路,每年运输几千万人次,至今没有发生一起人员伤害事故。 (5)能耗低。研究表明:若以普通铁路每人公里消耗能源为1单位,则公共汽车为1.5,小汽车为8.8,飞机为9.8而高速铁路仅为1.3。 (6)污染轻。高速铁路没有粉尘、煤烟和其他废气污染,噪音比公路要小5-10分贝。 (7)占地少。与四车道的高速公路相比,高速铁路的用地只有高速公路的一半。 (8)舒适。高速铁路运行车辆空间大,旅客卧、坐、行都比其它交通方式更加舒适。 (9)效益高。日本东海道新干线总投资为3800亿日元,由于投入运营后客流量迅速增
15、长,而运输成本只有飞机的1/5,因此正式投入运营的第七年便全部收回了投资。1985年以来,每年创利都在2000亿日元以上。 第二章 高速铁路养护维修方法 2.1 国内外线路养护维修概况高速铁路线路养护维修的主要特点是按设备的状态进行必要的“状态修”,做到既不失修也不过剩修,避免了养护维修中的盲目性,使设备始终处于可靠受控状态。 我国线路养护维修简介我国铁路线路养护维修主要是贯彻“预防为主,防治结合,修养并重”的维修原则,按照设备技术状态的各种变化不同程度地进行相应的维修工作。线路检测以人工每月检查为主,轨道检查车主要负责线路的动态检查。铁路线路的养护维修按周期有计划地进行,分为综合维修、经常保
16、养和临时维修。 线路是列车高速、安全运行的基础设施,不论是整体,还是各组成部分都要有一定的坚固性和稳定性。受自然条件的影响和列车荷载的作用,线路设备的技术状态不断地发生变化。为适应高速运行和繁重运输任务的需要,必须采用先进的技术手段加强线路的养护维修工作,以保证线路的质量和行车安全。世界上一些国家在高速铁路线路的养护维修方面进行了大量的探索和实践。正确地认识和理解国外的实践成果,结合我国客运专线线路设备的特点,找出适合线路检修的模式,是尽快提高我国线路检修水平的捷径。 国外线路养护维修简介 日本新干线高速铁路工务养护维修简介 日本铁路自1964年建成东海道高速新干线之后,已先后建设山阳新干线、
17、东北新千线、上越新干线,共计约1800km。维修工作由维修公司承担。日本的线路维修养护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,对特殊情况进行事后修理。新干线由日本客运公司进行管理,公司设立线路检查中心,采用综合试验车来检查线路的状态。检查结果直接输入综合数字通信网(ISDN),以及时指导有关部门实施维修。法国高速铁路工务养护维修简介 法国国铁(SNCF)从1981年建设第一条高速铁路以来,已建成高速铁路约1018km(双线2036km)。大部分维修工作由维修公司承担。法国铁路将轨道、车辆及其相互作用与轨道维修作为一个系统来考虑。轨道状态通过步行和驾驶室目视检查,
18、用“莫赞”(MOZAN)轨检车动态检查线路几何状态,检查结果作为制定短期和中期维修作业计划的依据。 德国高速铁路工务养护维修简介 德国对高速铁路线路的日常检查以轨检车为主,只是对道岔和需对轨检车的检查结果做复核的地段进行人工检查。同时采用先进的轨道维修管理技术,根据轨道实际状态制定维修计划,进行日常保养、预防性计划维修和紧急补修。 2.2 国内外线路养护维修差异性分析 2.2.1 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的状态进行必要的适度维修,即“状态修”。线路“状态修”是以线路设备运用状态为基础,通过监测手段来掌握线路设备的工作状态,对照状态标准分析确定线路设备是
19、否处于正常状态,在线路设备状态临近失效控制线但尚未出现故障时,进行适当和必要的维修,做到既不失修也不过剩修,避免养护维修中的盲目性,使设备始终处于可靠受控状态。 2.2.2 线路的检测 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。近年来,随着计算机和检测技术的发展,轨道检查车为线路的“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。 目前,轨道检查车广泛应用于日本、法国、德国等国家高速铁路线路的检测,线路的检查以综合轨检车为主,以营业列车和人工巡道为辅。检测的结果则是通过专用的网络传输到有关部门,并建立相应的管理
20、系统来处理检测的数据,指导线路的维修工作。 我国的线路检测依然是以人工每月检查为主。轨检车、车载添乘仪所测得的线路质量信息要经过工区检查、车间汇总、报段整理后才能用于指导养护维修,时效性低、误差多,不能满足设备综合分析的需要。因此如何做到线路状态信息检测工作的定性监测与定量检测相结合,加快信息传递是我国客运专线线路检测应该重点考虑的问题。随着计算机的应用和普及,利用计算机技术对线路状态进行实时监控已成为现实,地理信息系统就是一个有效的工具。用地理信息系统将轨检车和车载添乘仪自动生成的设备数据与线路平面图连接,做到实时监控线路状态。深入分析每次检测数据,同时将生成的数据与历史数据进行对比,找出重
21、点病害对象。建立综合信息传输网,注意信息质量和信息的共享,以便有关部门及时制定检修对策。用轨检车检查线路,用管理信息系统管理线路设备数据,指导养护维修工作是发展趋势。 标准的界定是线路检测的关键。在标准的制订上各国都有自己的特点,如德国坚持大修施工的“复旧思想”;法国将轨道的质量状态分为四级(目标值、警告值、干预值和限速值),用于指导线路的养护维修;日本针对具体设备给出具体的标准。我国和日本的做法大致相似。随着客运专线的发展,我国对线路养护维修标准的要求也越来越高,因此要在吸取国外经验的基础上,结合我国的特点,使线路的养护维修做到灵活和统一。 国内外线路养护维修的基本内容主要包括路基、道床、轨
22、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,道岔的养护维修,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,但是在养护维修基本的内容和维修的周期上差异不大。 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。线路养护维修体制目前,我国线路养护维修是铁道部铁路局基层站段的三级运营
23、管理模式,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。“修养分开”主要有三种组织形式:一是机械化线路维修段负责综合维修,工务段配合,负责经常保养和临时补修;二是工务段直接领导的机械化维修队负责综合维修,养路领工区配合;三是养路领工区下设的机械化工队负责综合维修,保养工区配合。“修养合一”与“修养分开”最主要的区别就是“修养合一”由机械化工队或养路工区负责全面线路养护维修工作。 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。
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