铁路工务技术是铁路提高综合能力、运输效益的重要基础，是确保运输安全、提升服务质量的关键环节之一。我整理了铁路工务技术论文，欢迎阅读!
浅述铁路工务大机施工作业方法
摘要：我国铁路工务线路大修中的清筛捣固以前基本以小型机具养护捣鼓为主，难以保证线路
开通时列车速度限速条件。为了实现开通时速限速要求，提高生产力，我国铁路逐渐发展成了利用
大型清筛捣固机进行捣固的主要作业方法，保证了线路的安全运营，提高了施工质量，取得了较好
的经济效益和社会效益。
关键词：铁路;工务;线路大修;清筛捣固;列车速度;限速条件;方法
中图分类号：F53文献标识码：A
一.利用大机捣固作业施工特点
1.施工简便、工艺程序清晰易懂，减少了以往小型机具及人工施工的人山人海现场，管理者易
于管理;
2.施工速度快，施工精度高，起道精度横向水平差±2mm，前后高低差10m弦量不超过4mm，拨
道精度10m弦量正矢差±2mm，这些都是人工作业很难达到的;
3.清筛干净、废料集中;
4.整道后、道床稳定性好，减少了后期巡道养护工作量;
5.开通时速可达60km/h以上。
二、施工适用范围
1.本工法适用于轨矩为1435mm新建铁路的抄平、起道、拨道、捣固作业和既有线路的维修作业;
2.宽枕线路、整体道床和无碴桥面线路均不能使用本施工工法。
三、施工工艺
1.大型清筛机工作原理
大型清筛机由挖掘电机通过减速装置带动链轮，使挖掘链进行运转，对道床进行挖掘，并由连续
运动的扒板将污碴输入清筛机构。清筛机由电机带动运转，对挖掘机构送来的污碴进行离心筛分。污
土经刮板运送，由污土清扫机构抛到路肩以外。筛网上的净碴由筛带以同等的线速度飞落到回填输送
带上，由回填电机驱动的回填输送带不断地将筛分过的净碴经分碴板分流，均匀地回填到道床。由走
行机构和筛分机构不断的运转前行，使清筛道床作业连续进行。
2.大型捣固机工作原理
大型捣固机通过对各物理量(高低、水平、正矢等)的检测，转换为电信号放大后，控制执行机
构作业，执行机构的动作使原检测的物理量发生变化，反馈给计算机，再操纵执行机构作业，一直达
到预先给定的数值，电信号消失，作业停止。
(1).比例抄平和起道系统
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用于测量和修正轨道几何形状，横向抄平实现要求的超高，纵向抄平实现轨道纵向水平。
(2).拨道原理
为了保证线路的方向在作业后能达到规定范围，设置了一个闭环控制系统，只要输入理论要求，
它就能自动完成线路的拨道。
(3).捣固原理
根据钢轨类型，算定适当的捣固深度，在捣固电路的控制下，液压系统使捣固装置偏心振动轴高
速旋转，使所有镐头在道床中产生同等的压力。各对镐头独立工作，一旦一对镐头达到预定的压力值，
便自动停下来，其余镐头继续工作，直到各对镐头都达到预定压力值为止。
(4).捣固机二号位操作手输入由技术人员提供的起道量、拨道量、曲线要素等数据后由大型捣
固机的操作系统GVA装置按照线路要求自动完成抄平、起道、拨道、捣固和夯实等任务。
四、施工技术
施工前，必须编制详细的施工组织计划，召开各施工协调专题会议，统一布置施工配合、行车组
织等具体事宜。同时，要保证“天窗”时间，这是大机施工的必要条件。
1.大机施工的要求
(1).查清楚道床下是否埋有隐藏物或电缆，道床板结等不可或不利于清筛的地段，并加以标记，
大机清筛时绕过或加强警惕。
(2).轨道高程应低于设计高程10~30mm，距曲线起终点25m范围内的线路不能有拨道量和超高
设计高程的点。轨缝、轨矩、轨枕间距，轨枕方正符合《铁路轨道工程质量评定验收标准》，同时应
补齐配件，拧紧扣件。
(3).道床、道碴应补足、补均匀，使道碴与轨枕面平齐。桥上道床厚度应达到15cm以上。
(4).由于捣固车只能起道不能落道，所以对轨面超过设计高程的点要提前进行处理。
(5).技术人员应在清筛后，将所测量的拨道量，起道量的数据，用红油漆(或红粉笔)顺捣固机
作业前进方向，每5m一个点，标注在左恻轨枕斜坡上，曲线地段只标注起道量，在曲线的起点轨枕
面上标出曲线要素(曲线半径R、曲线全长L、缓和曲线长I、超高值H)并标出ZH(直缓点)、HY(缓
圆点)、YH(圆缓点)、HZ(缓直点)的准确位置。
(6).钢轨接头处和起道量超过50mm的地段，在钢轨内侧‖标记，需加强捣固。道床下埋有隐
藏物或电缆、道床板结，不能捣固地段用红色粉笔画“△”符号标明。
(7).应提前一天拆除桥上的护轮轨和平交道口铺面板、护轨，拆除加强设备如防爬器、轨矩拉
杆、钢筋混泥土防爬支撑和挡墙地段单侧护轨等。
(8).整道作业过程中，技术人员和测量工随捣固机检查标写在轨枕上的数据，并对钢轨进行编
号，验收整道线路，并将测量和验收结果汇集成表以便核对，经过验收合格当班交接，若不合格应及
时提出，立即返工，直到验收合格为止。
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2.清筛作业
(1).办理区间要点封闭手续，并确认区间封闭调度命令后，将清筛机开进作业地点;
(2).在大机前后各800m设置流动防护员进行防护，防护员随清筛机作业前进而移动。
3.整道作业
(1).作业开始前，到达作业地点后停车挂泵，启动柴油机，打开主作业开关。液压阀及气动阀
按正确顺序依次接通，再将各测量小车及弦线放置到位，最后打开左右夹持振动。依据实际情况选定
作业方法，各号位人员相互联络，确认准备工作就绪。
(2).捣固作业
一号位确认拨道表指针回红区内方可接通自动拨道开关，否则，需前后移动捣固机找拨道零点，
并对准镐窝。据线路情况正确选定镐头张开宽度、捣固装置下降速度和夹持时间。作业开始时二号位
应按1‰的比率顺坡至起拨道量。各号位人员随时联系。施工时，一号位监视水平表及指示灯的变化
情况;号位监视各显示仪表、前方线路情况、记录仪等，并进行安全监视;三、四号位监视捣固装置、
夯拍器、起拨道装置是否正常，有无异响，管道有无泄露，来回巡视检查各测量小车夹钳滚轮的位置。
(3).注意事项
①.起道量在501mm以下时捣固1遍，50mm以上时捣固2遍;
②.在变更曲线超高地段，里股轨起道量大于20mm的，分2次进行起道作业;
③.捣固机捣固频率不超过20次�Mmin;
④.对一次拨道量大的区段分次拨道;
⑤.对线路方向严重不良的地段，先用捣固机进行初拨道，然后再进行精拨道;
五、质量要求
1.质量控制
(1).大型捣固机每次前移、下插镐头、抱住轨枕，要求比较准确，以免影响整道质量。
(2).测量数据标注准确，道碴匀实。
(3).捣固机定期进行标定。
(4).捣固机操作人员必须掌握机械的结构原理及性能，了解线路状态及行车规则，严格执行操
作规程和各项规章制度，操作时要准确，熟练后再逐渐提高捣固速度。
2.质量标准
捣固作业必须严格执行《线路大、中修验收标准》
(1).轨距：误差+6，-2mm;变化率不大于2‰;
(2).水平：误差不超过4mm;
(3).轨向：①直线远视顺直，用10m弦量，误差不超过4mm;②曲线方向圆顺，用20m弦量，
现场正矢与计算正矢之差不超过4mm;③曲线始、终端不得有反弯或“鹅头”;
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(4).高低：①目视平顺、前后高低差用10m弦量不超过4mm;②轨顶符合设计标高，误差不大
于±20mm;
(5).三角坑误差不超过4mm。
六、安全措施
1.大机作业范围大，工种多，施工人员多，操作人员必须严格培训，持证上岗，按照安全操作规
程作业。
2.作业地段两端设置安全防护员。
3.作业期间，所有车下作业人员与捣固机的距离不得小于5m，严禁紧跟。
4.捣固机作业时，人员不能随意上下车。
5.对机械经常进行保养维修，严格交接制度，确保捣固机安全运转。
七、效益分析
利用大型养路机械明显比小机具及人工清筛整道效率高，大大减少了作业人员的数量，清筛整道
作业后，道床明显洁净整齐。行车速度在60km/h以上。一次作业合格率达100%，优良率95%以上。
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铁路工务技师技术论文篇二
铁路工务施工及安全管理
摘 要：随着铁路运输的不断发展，对于铁路工务施工以及安全管理也提出了更高的要求，在铁路工务施工中存在很多风险，这就需要在施工过程中注重风险的排查，做好安全管理工作，确保铁路工务施工的安全和效率，本文将就铁路工务施工以及安全管理进行相关探析。
关键词：铁路;运输;工务施工;安全;管理;质量
0 引言
在铁路运输中，铁道线路是一个基础工程，线路质量的好坏直接影响到铁路的运输，铁路工务施工的主要目的就是维护和提高线路的质量，铁路线路施工的安全、质量直接关系着铁路运输工作的安全，因此保证铁路工务施工的安全与质量才能保障铁路运输的畅通，才能为铁路运输打好坚实的基础。
1 铁路工务施工的特点
在铁路工务施工作业涉及面较广，工作量大，并且具有很强的重复性，由于铁路线路是运输的关键因素，所以施工时段、施工时间受到限制，这就对施工组织管理有了更高的要求，这种情况下施工及施工安全管理就尤其重要，一旦一个环节出现问题就可能引发很大的事故或危及施工人员的人身安全，所以在铁路工务施工中有几项原则是必须遵守的，其一，要树立安全第一的意识，所谓的安全包括施工人员的人身安全和行车运输的安全，施工应尽量减少对运输的影响;其二，是兼顾对车站各项基本工作做到维持，大致包括车站列车调度、编组以及各专线的使用等;其三，是在施工进度方面要尽量缩短施工期限，减少封锁，避免对行车运输造成严重的影响;其四，同一段线路在条件允许的情况下下尽量使用并行作业的方式，减少对行车的影响，减少封锁线路的次数;其五，对不影响行车的如新增道岔及股道部分提前铺设到位，不能铺设到位的道岔在合理位置进行预铺。具体的施工方案要根据具体的施工内容和现场情况进行科学的制定。
2 铁路工务施工安全管理工作
2.1 预防为主 对于一个施工作业项目来说，安全的保障最主要的措施就是预防，及时消除安全风险从而保障施工作业过程的安全，在铁路工务施工作业中，安全风险项点很多，这就需要对安全风险点进行详细的分析和研判，真正的看到安全风险项点，从而有效的消除隐患。针对这些风险项点，制定一系列安全管控措施，并且要做好监督实施工作，保证这些安全管理的管控措施都有效的实施到施工过程当中，从而从根本上预防安全事故问题的发生。
2.2 完善管理体系 安全管理工作中体制的建立健全是安全管理工作的基础，这就需要安全管理体系随着工务施工的不断发展持续进行完善，在工务施工过程中要严格按照相关规范进行施工，尤其是一些细节工作，必须制定出详细合理的安全管理方案，按照相关要求逐级负责、逐级监管，形成健全的安全监督管理保障体系，为安全管理工作提供一个保障。
2.3 增强责任感 安全管理工作的第一步是要对安全管理工作充分重视，将安全渗入到每一项工作当中，各级施工人员、管理人员都要时刻保持对安全的警惕性;第二步是要将安全管理工作分级落实，做到每一层面施工都有安全管理的负责人，负责人要对自己所辖范围进行监督和检查，一旦出现问题要责任到人，促进各级施工人员的责任感和积极性，做好各级施工人员的培训工作，提高各级施工人员的施工技术和应对风险的敏感性，提高事故的防范能力，从而保障整个施工过程的安全进行。
2.4 夯实安全管理基础 根据多次的铁路工务施工现场事故分析和研究可以得出，施工现场的多数工作都与安全管理不可分割，其中现场一线工作与安全管理工作联系更加密切，如何做好安全管理基础工作，必要的就是抓好施工现场各项工作的工作特点和容易出现的风险点，其一，是做好实际工作，不能搞形式主义，要根据不同的施工制定不同的施工组织、管理方案，作为领导者必须要有强烈的责任心，必须重视现场施工安全管理工作;其二，对各级施工人员加强教育和培训，提高施工人员安全意识，制定奖罚制度，做到奖罚分明，提高各级施工人员的工作积极性，营造一个良好的施工安全氛围，从而对施工现场各个环节做到有效把控;其三，在施工人员的招聘筛选工作中要进行合理的筛选和前期的培训，对于一些一线施工作业人员，总体来说专业技术素质较低，这就需要做好培训工作，在施工前进行安全知识和操作技能的基本培训工作，从而从人员上保障施工的安全性;另外，在施工过程中要对施工人员随时检查指导，这样才能从人员这个能动因素上保证施工现场的安全管理工作有效进行。最后，安全管理不是一个口号，是需要真正去实施的，然而真正的实施就需要一定的投入，这就需要作为施工单位领导，要重视安全管理工作，重视对安全管理工作的投入，避免因其他原因忽视施工安全管理工作，对安全管理的投入包括对设备的投入和对人员的投入，不断的改善施工人员工作条件，不断改善、引进先进设备，从而更好的消除安全隐患，做到安全管理工作的有序实施，最终保障铁路工务施工安全、顺利的实施。
2.5 施工过程中的定期检查和全程监测 在铁路工务施工过程中，现场的定期检查和全程监测是不可忽视的工作内容，对于安全保障工作来说尤为关键，第一，是设备上的检查，要定期对相关设备进行检查，保障设备运行的安全，在施工现场中设备要及时维修和做好日常养护工作;第二，要对事故高发阶段或者地段进行监测，例如隧道等地区，合理制定监测方案，及时消除安全隐患，从而保障整个工程的安全进行。
2.6 采用新型生产技术 科技的快速发展对于安全管理提供了新的手段和途径，施工单位要适当引进新型管理方法和生产技术，从而不断的促进安全管理的信息化和变化，保障安全管理的有效性，消除工务施工过程中的隐患因素，从而从施工技术上预防事故的发生，确保施工的效率和安全。
3 结语
综上所述，铁路在我国的运输中起着举足轻重的作用，随着铁路运输的发展，铁路工务施工也在不断的扩大，安全管理对于铁路工务施工的事故预防就尤显重要，这就需要对铁路工务施工进行分析和研究，完善工务施工安全管理工作，从而保障铁路工务施工的质量和安全，从而保障铁路运输的稳步发展。
参考文献：
[1]翟文艳，安红建，缑志勇，等.《铁路工务施工作业安全分析预测系统》的研发及应用[C].//2008年全国轨道交通建设与运营安全研讨会论文集，2008：174-178.
[2]郭红卫.铁路集中修车务安全管理探析[J].铁道运输与经济，2010，32(8)：51-53.
[3]马孟达.铁路隧道施工安全管理及控制措施探讨[J].科技与企业，2014(6)：88-88，89.
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铁路工务管理与现状分析
摘要：对国内外铁路工务管理信息系统的应用现状进行了概述总结，分析了我国现有铁路工务管理新形势和铁路工务面临趋势，并对我国铁路工务管理进行了展望。
关键词：铁路 工务 形势 管理信息
中图分类号：F230 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2013)02(a)-0219-01
基于个人在铁路工务工作中的体会，在此梳理T我国铁路工务管理及形势，概述如下：时值中国铁路大发展。铁路工务设备是铁路的基础设施，直接影响到铁路运输的安全与效率。对铁路工务设施的有效管理，一直是国内外铁路工作者的研究重点。根据面临的严峻形势，今后工务工作的重点是：不断优化生产组织，夯实安全基础，保障提速线路的安全运营，实现其安全、高速、可靠性，以高标准、讲科学的态度抓好提速线路的养修管理，确保提速安全;实现线路质量均衡提高，全面提升安全保障能力;培养提速线路养修高技能人才'为铁路持续发展增添后劲。
1 铁路工务工作面临新形势
六次大面积提速调图的成功实施和时速350 km2城际铁路成功开通运营，以及多条时速200 km2及以上客运专线的成功开通运营，标志着我国迎来新一轮大规模的高速铁路建设高潮。在运输条件和铁路建设发生重大变化的情况下，铁路工务工作面临更复杂的形势和更高的要求。
1.1 高速、重载同步发展
重载铁路列车轴重大，对基础设施的破坏剧烈，其结构要求具有较高的强度和可维修性：高速铁路速度密度大，要求基础设施有很高的平顺性，其结构要求具有高可靠度，修理工作应尽量少。
1.2 有砟、无砟轨道并存
我国铁路既有线的轨道基本上都是有砟轨道，客运专线、高速铁路、城际铁路以无砟轨道为主，时速200 km客运专线以有砟轨道为主。工务部门既要应对有砟轨道的问题，又要解决无砟轨道的问题。
1.3 改革、建设同时进行
在新的形势下，管理模式的变化不可避免，而管理模式的变化对工务工作必然会带来巨大变化。无论是设备管理、技术管理、施工作业等各个方面都会带来深刻变化。
1.4 提高自主创新能力
提高自主创新能力、加快技术进步是工务管理关键环节。工务部门在观念、技术、管理等方面都面临创新的问题。
1.5 外部环境压力增大
列车速度提高、货车轴重加大、行车密度增加等都给工务工作带来了新难题。
2 我国铁路工务趋势
在铁路建设发生重大变化的形势下，我国铁路工务正展现出如下趋势。
2.1 铁路工务线桥结构现代化
近年来，铁道部大力实施轨道结构重型化，在换铺钢轨过程中，加大技术含量，基本实现主要干线铺设每米60 kg钢轨轨道结构，特别是跨区间和整区间无缝线路的铺设有了大幅度的增加。在进行线路换轨大修的同时，坚持条件匹配，结构等强的原则，重视大修配套工作，大力完成成段更换混凝土轨枕工作，增加轨枕配置，更换不符规定的道岔，铺设钢筋混凝土轨枕或使用各种新型轨下基础，提高了轨道结构的强度。
在路基病害整治中，十分重视新技术、新工艺的采用，改善碎石道床及路基工作条件，在桥梁大修中，积极采用钢梁新型涂装体系，桥上K型分开式扣件，新型钢纤维混凝土桥面防水层等新技术、新材料，提高了桥梁结构强度。通过线桥设备大修，线桥结构现代化取得了长足进展。
2.2 铁路养路机械新水平
随着我国铁路建设和大面积提速工程的实施，有力推动了大型养路机械的发展。采用高效、大型的养路机械开“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。我国大型养路机械已形成一定规模，主型机械齐全，附属设备配套，不仅装备有捣固、清筛、动力稳定、配砟整形等机型，还装备有钢轨打磨车、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。全路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，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。
2.3 铁路工务安全生产管理信息化
随着路网干线提速及高速、重载铁路的发展，路网维护已经成为运输生产组织、行车安全中的关键问题。以信息技术为手段，利用轨检车、动检车，车载式线路检查仪、添乘仪、探伤车等动态检测数据和轨检仪、线路精测、人工检测等静态检测数据，综合列车密度、载重、速度等多种影响轨道恶化因素，通过综合统计分析，找出线路质量变化趋势，探索轨道状态变化规律，辅助制定维修计划，落实“零误差”和“精检细修”维修历年，逐步实现铁路工务安全生产管理信息化已成为当前的一个重要目标。实现铁路工务安全生产管理信息化有助于工务部门落实“零误差”维修理念，有利于科学指导维修作业，及时消除故障隐患，确保线路质量良好、安全可靠，促进工务管理水平的提升，为铁路固定设备安全保障体系提供技术支撑，达到工务决策科学化、全面提升工务管理水平。
3 结语
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。工务部门的基本任务是铁路运输组织体系中的基础性的工作，成为确保运输安全、运输效率、运输服务的前提。为此，工务设备必须围绕运输发展的需要，依靠科技进步，实现线桥结构现代化，施工作业机械化，企业管理科学化，使工务设备逐步由限制型向适应型过渡，以达到最有利的综合技术经济效果。为了适应外部环境的变化和运输条件的要求，近年来工务部门的工作也在发生着深刻变化。对工务管理的变革不仅成为巨大的压力，同时也是促成工务管理进步的强大动力。
参考文献
[1]张金龙，王瑞么.南昌铁路局工务管理信息系统的研究开发[J].铁路计算机应用，2001(8).
[2]史柏生.上海局工务管理信息系统研究[J].上海铁道科技，1999(2).
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铁道工程学论文题目
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2、铁道工程建设项目部管理费用的精细化管理之道
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5、浅谈铁道信号联锁设备的故障分析
6、铁道信号施工及配合施工关键环节卡控
7、浅析铁道信号微机监测应用问题及故障处理
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9、铁道工程中施工存在的问题与对策
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11、浅淡铁道信号设备防雷措施应用的重要性
12、关于铁道结算中心发展对策若干思考
13、一种基于MRPC的电气化铁道电能质量补偿装置
14、电气化铁道牵引网故障测距研究综述
15、电气化铁道接触网常见事故与解决对策研究
16、浅谈铁道信号工程施工中存在的问题及对策
17、铁道信号技术现状与发展展望
18、铁道车辆轴承润滑脂的润滑寿命与维修技术
19、高职电气化铁道技术专业技能抽查标准与题库的研究与开发
20、工学结合的铁道工程技术人才培养研究
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25、铁道车辆转向架摇动台悬挂系统横向刚度研究
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27、浅谈铁道电气化接触网硬点产生的原因与优化策略
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30、浅析铁道电气化接触网硬点的原因及改进方法
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33、电气化铁道供电牵引电力变压器研究
34、铁道行业低应变检测规程修改意见探讨
35、铁道客车照明系统新型LED灯管的设计
36、铁道工程施工类中职毕业生基层就业现状分析及对策探究
37、电气化铁道节能技术探讨
38、铁道车辆实训仿真教学系统的开发与应用
39、基于实践教学为重心的铁道机车车辆专业内涵建设
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41、铁道电气化接触网弹性吊索安装张力测试探讨
42、铁道信号工程施工常见问题及对策
43、联锁设备故障在铁道信号检测维修中的重要性
44、铁道信号电源接地及混电的处理
45、一种采用LC耦合的电气化铁道功率调节系统
46、基于ZigBee技术的铁道智能防溜终端设计与研发
47、铁道工程技术专业学生技能训练与创新能力培养途径构想
48、铁道工程技术专业实践教学体系构建
49、探究铁道工程施工中的技术问题及解决办法
50、电气化铁道专业配电线路课程一体化教学改革
51、基于岗位需求的铁道交通运营管理专业模块化课程体系建设
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55、一种新的铁道车辆滚振试验台曲线通过试验方法
56、铁道车辆减振器漏油故障与内部特性分析
57、模糊综合评判在铁道技术监督系统中存在的问题
58、铁道牵引网中AT供电方式的应用解析
59、提高铁道运输类高职院校学生技能水平的研究
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61、铁道信号电源接地和混电的分析及处理
62、铁道资金结算中心在铁路发展中的作用探析
63、谈谈如何加强铁道结算中心的稽核监督
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100、中职铁道信号专业学生评价体系建设浅探
101、电气化铁道线路改道中的接触网施工
102、铁道电气化接触网硬点产生的原因及改进措施
103、铁道线路大中修质量成本管理
104、改进基层铁道信号计量工作探讨
铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损与节能降耗
摘要:阐述了铁道机车车辆轮轨摩擦磨损的现状;研究了内燃机车车轮、闸瓦和钢轨的消耗数
量及相应的维修费用;指出了采用适当的新技术之后,在节能降耗方面会产生显著的经济效益。
关键词:车轮;轮缘;钢轨;摩擦磨损;铁道机车车辆;节能;降耗
众所周知,铁路运输是基于轮轨相互作用产生
的黏着牵引力和黏着制动力以实现列车运行的,轮
轨间因摩擦磨损在铁路运输中消耗的能量和能源
很多,耗资也很大。
随着铁路运输向高速、重载发展,因摩擦磨损
所致的事故风险也在增加。轮轨接触面形成的各
种损伤,不但缩短了轮轨的使用寿命,在严重磨损
后还会导致轮对和钢轨失效,危及行车安全。在这
方面,即使在高速铁路成功应用的国家,也曾付出
过惨重代价。例如:1998年,由于轮轴的疲劳断裂
而导致德国ICE高速列车脱轨,造成101人死亡,
84人重伤,直接经济损失约2亿马克。
与此同时,合理利用资源,实行节能降耗,是我
国的一项基本战略决策。为了节约能源,降低铁路
运输成本和机车车辆的制造与修理费用,对机车车
辆轮轨的摩擦磨损状况,需引起高度的重视。应当
采取相应的技术措施,努力将这种磨损造成的损失
降低到最小程度,以达到降耗增效的目的。
1 铁路钢轨的磨耗
据铁路工务部门统计,我国铁路有20%~30%
的路段钢轨磨损率大于国外严重磨损率指标,有
60%的曲线段钢轨因波磨造成严重损伤。摩擦磨
损带来的损失很大。
1.1 钢轨损伤的形态
铁路轮轨作用关系复杂,钢轨磨耗损伤的形态
主要有钢轨的压溃、侧磨、波磨、剥离等,这些占钢
轨总损伤量的80%以上。随着铁路机车车辆的重
载与高速化,轮轨间的摩擦磨损也日趋严重,如钢
轨的压溃与波磨迅速增长,且发生较为普遍(参见
图1)。
1.2 钢轨的年消耗量
据资料记载:“十五”期间,我国铁路钢轨用材
每年基本维持在110万t左右,除新线建设之外,其
中用于既有线路大修和维修消耗的钢材约为70~
80万t/年。
据铁道部安检司调查,2003年因钢轨损伤而更
换所需的材料及人工费用约为50亿元。其中,因
钢轨压溃、侧磨、波磨等导致的损伤,占钢轨总损伤
量的80%以上,即40亿元左右。
2 机车车辆车轮的磨损
车轮是铁路机车车辆的重要走行部件。在列
车运行中,车轮滚动会使车轮踏面和轮缘发生磨
耗,而车轮在钢轨上滑动也会造成踏面损伤。
2.1 车轮损伤的形态
据失效分析统计,铁道机车车辆车轮损伤的主
要类型有轮缘磨耗、轮辋疲劳裂纹、热损伤、车轮踏
面剥离和崩裂等(参见表1和图2)。因磨耗造成车
轮部件失效的主要原因是轮轨接触应力集中、制动
热应力疲劳、累积塑性流动变形、夹杂物应力集中、
内部缺陷应力集中等。
2.2 车轮的消耗
目前,我国铁路机车、客车和货车约有500万
个车轮在运营中。这里所讲的车轮消耗,主要是指
磨损后车轮的维修和更换
以2006年为例,全路的机车、客车和货车就消
耗新轮63·1万只,平均以0·5万元/只计算,所需费
用约为31·55亿元。
在为完成中国工程院下达的“摩擦磨损与工程
应用咨询项目”时,笔者曾于2006年11月赴北京
铁路局丰台机务段进行过“铁路机车车辆关键零部
件摩擦磨损”的现场调研。从丰台机务段调查了解
到:以DF4型机车为例,由于车轮维修或全部更换,
该段平均每台机车每年所需人工费和材料费分别
为3·3万元和42·4万元,这尚不包括因修理或更换
时机车的停运损失。有关该段DF4型机车的旋轮
与换轮费用参见表2和表3;若按2005年全路机车
保有量17 500台推算,仅机车车轮的维修费用就近
5·8亿元。
2.3 制动闸瓦的消耗
在机车车辆制动系统的摩擦制动中,主要有踏
面闸瓦制动和盘形制动。我国目前除新造的提速
客车和厂修改造的25型客车采用盘形制动外,其
他的机车车辆都是采用踏面制动,这对车轮的磨耗
是比较严重的。铸铁闸瓦相比合成闸瓦,可以获得
较高的黏着系数且摩擦系数稳定,但是磨耗快,成
本较高。以丰台机务段DF4、DF4D型机车为例,在1
个大修期内,每台DF4型机车需更换闸瓦8次,
DF4D型机车需更换闸瓦10次。因此,每台机车的
换瓦费用分别为1·2万元和1·5万元。按该段现
有DF4型机车35台和DF4D型机车23台计算,这些
机车在1个大修期内换瓦的总费用为76·5万
3 降低轮轨磨耗的技术措施
我国《铁路节能技术政策》第11·1条指出:“应
注意抗磨减阻材料的推广使用。在全世界生产的
能量中,约有30%~40%的能量是消耗在与摩擦有
关的场合;我国与摩擦有关的能源消耗约占1/3 ~
1/2。任何减轻摩擦、降低磨损的措施,都会直接或
间接地节约能源。”
针对目前机车车辆轮轨摩擦磨损严重、修理费
用高的现象,如果进一步推广应用淬火钢轨、轨面
打磨、磨耗型车轮、径向转向架和安装轮轨润滑装
置等现有的成熟技术,不但可以明显改善轮轨摩擦
磨损的现状,而且可以节约能源和原材料,大大降
低消耗,取得显著的经济效益。
3.1 采用淬火钢轨与维护
钢轨波磨问题是轮轨相互作用过程中极其复
杂的系统问题,根据不同的线路或区段,合理地选
择钢轨,有助于预防钢轨的波磨。例如:淬火钢轨
就很少发生波磨,因为它有较高的强度和硬度。因
此,建议在轨道波磨区段采用屈服强度较高的钢
轨。此外,轨面打磨也是主要防护手段,轨面打磨
可减小车体的振动和车轮对钢轨冲击力所造成的
磨损。实践表明,它可延长波磨轨寿命50%以上。
从调查得知,若采用淬火钢轨、侧面涂油和适时的
钢轨打磨等技术,仅钢轨材料一项每年就可节约费
用20亿元左右,因减磨而节约的能耗费用也是很
大的。
3.2 采用磨耗型车轮踏面
车轮磨损失效的形式主要有踏面磨耗到限和
轮缘磨耗到限。铁道部对机车车辆车轮踏面的使
用与维修都有相应的标准,如《DF4型内燃机车段
修规程》第3·11·6·8条中规定:踏面磨耗深度不大
于7 mm;而采用轮缘高度为25 mm的磨耗型踏面
时,踏面磨耗深度不大于10 mm。磨耗达到或超过
这些标准,就会危及行车安全。
早期的车轮踏面为锥型踏面。锥型踏面在使
用初期磨损很快,当磨损到一定程度后,磨损速率
开始减缓,踏面形状趋于稳定。通过长期观察和试
验发现,如果在车轮踏面设计时就采用磨耗型的车
轮踏面廓形,可有效地减轻轮轨接触应力,迅速降
低轮轨磨耗,有效延长轮轨使用寿命。
四方车辆研究所在对北京、广州、济南等铁路
局的机车车轮外形轮廓实测的基础上,设计了小半
径曲线区段使用的JM磨耗型车轮踏面。长期的运
用结果表明,应用该外形设计后,与原锥型踏面车
轮相比,轮缘减磨可达30%~70%.一些铁路局根据各自所管辖线路的特点,也分
别研制了多种形式的车轮踏面。如上海铁路局研
发的ST系列磨耗型踏面,就取得了很好的减磨效
果(参见表5)。
表5 上海铁路局DF11型0072号机车车轮磨耗数据对比
由表5可知,采用ST-2型踏面后,机车每万公
里的轮缘磨耗率从0·304 mm降至0·190 mm,降低
了38%,车轮踏面剥离的故障也明显减少。
据有关资料分析:机车车辆若采用磨耗型车轮
踏面,每台机车每年可节约费用1·5万元。
3.3 采用径向转向架
传统的机车转向架,因传递牵引力和保证直线
上走行性能的需要,各轴基本上是被约束成相互平
行的。在通过曲线时,这种刚性定位的轮对与钢轨
之间会形成明显的冲角,从而使轮、轨都产生严重
的磨耗。曲线半径越小,磨耗越严重。为降低轮、
轨的磨耗,近年来国内外开展了机车径向转向架研
究,并取得了很好的效果。两种不同转向架通过曲
线时的运行示意图见图3。
再举几个例子,以说明装用径向转向架后轮缘
的磨耗情况。
戚墅堰机车有限公司生产的首台装用径向转
向架的DF8B型7001号机车,在上海铁路局进行的
线路运用考核结果表明:与同轴重、装有传统转向
架且带轮轨润滑装置的DF8B型机车相比,前者的轮
缘磨耗仅为16%。【下转第8页】
【上接第4页】
资阳机车有限公司对径向转向架机车与传统
转向架机车在曲线上的冲角也进行了对比测试。
测试结果表明:仅就径向转向架冲角减少的程度而
言,轮缘磨耗至少降低了45%。
大连机车车辆有限公司生产的DF4D型径向转
向架机车,在柳州至怀化区段的客、货运牵引数据
表明,与装用传统转向架相比,机车车轮的轮缘磨
耗下降了74%。
据有关资料分析:若采用径向转向架技术,每
台机车每年可节约费用5·8万元。
3.4 安装轮轨润滑装置
润滑对减磨起着十分重要的作用。我国《铁路
节能技术政策》第3·6条强调指出:“内燃机车和电
力机车要加装新型轮轨自动润滑装置,减少磨耗和
阻力,降低机车能耗。”
以丰台机务段为例,安装轮轨自动润滑装置取
得了较好的效果。该段有118台机车在安装了铁
道科学研究院研制的华宝2号轮轨润滑装置后,使
每台机车的旋轮公里数由10万km延长至18万
km,车轮寿命由30万km延长至80万km。
除机车因车轮寿命延长产生的巨大社会效益
和经济效益之外,每台机车每年可节省旋轮(或换
轮)费用1万元。丰台机务段的118台机车,每年
可直接节省旋轮(或换轮)费用118万元。按全路
17 500台机车推算,每年可直接节省旋轮(或换轮)
费用1·75亿元。其投入产出比为1∶20。事实说
明:通过安装轮轨自动润滑装置,对轮轨进行润滑
后,不但可以减缓轮缘的磨耗,而且经济效益十分
可观。
4 结语
综上所述,在铁路运输中,机车车辆轮轨的摩
擦磨损已成为相当严重的问题。大量的钢轨与车
轮磨损,不但增加了材料的消耗,提高了修理成本
而且降低了运输的效率,增加了能源的消耗。为此
提出以下建议。
(1)从设计、制造到运输、修理,所有与此相关
的人员,对机车车辆轮轨的摩擦磨损状况,都应当
高度重视,并采取相应的对策。
(2)对目前已被证实具有良好减磨效果的措
施,应进一步加大推广应用力度。例如:对钢轨进
行适当的热处理和打磨,开发新型闸瓦,扩大磨耗
型踏面车轮、径向转向架和轮轨润滑装置的装车应
用等。
(3)在今后的技术引进或产品自主创新的研
发中,应更加重视对产品的摩擦副及磨损件标准的
研究。与此同时,应寻求和开发更适应轮轨摩擦副
的新材料、新技术、新工艺,以延长关键摩擦磨损件
的使用寿命,进而达到节能、降耗和增效的目的。
