高速铁路的维修施工“天窗”

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1、高速铁路的维修施工高速铁路的维修施工“天窗天窗”内容提要：内容提要：1.1.国外高速铁路的施工国外高速铁路的施工“天窗天窗”2.2.线桥设备通过能力是铁路运输能力的组成部分线桥设备通过能力是铁路运输能力的组成部分 3.3.线路线路“天窗天窗”作业的发展作业的发展 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、轨件）、技术管

2、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、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）、技术管理轨下基础及扣件、道岔、道床等轨道部件

3、）、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、（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）。（计划管理、财务管理等）。轨道在机车车辆动力作用下，在风、沙、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

4、，高速铁路的变形不能超过形。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一定的限度。因此，对轨道的变形要及时进行修理。修理。一、国外高速铁路的施工一、国外高速铁路的施工“天窗天窗”（一）客运专线管理涉及养护维修的两个基本观（一）客运专线管理涉及养护维修的两个基本观点点 1.1.基本建设要一次达标，在建设中没有达标的项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。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，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，基本其运

5、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不存在超限严重、难以用正常修理手段进行修理的病害。害。2.2.既有线的特点是边运营、边变形、边修理，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，但不能在运营中修而客运专线是运营中有变形，但不能在运营中修理。理。这个特点要求基础设施必须具有足够的强度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。太短也不能太长。（二）

6、国外高速铁路的施工（二）国外高速铁路的施工“天窗天窗”1.1.日本：日本：日本铁路线路修理工作均采用大型养路机械，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维修作业集中在夜间0 0：0000到早上到早上6 6：0000进行，其中进行，其中0 0：00003 3：0000为作业时间，为作业时间，3 3：00006 6：0000为检查时间。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仅可以加强修理力度，也可以减少行车噪声对居民的干扰。的干扰。2.2.法国：法国：法国铁路根据运营要求合

7、理安排线路修理天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南线上，最早一班自巴黎开出的列车是早上6 6：0000，而最后一班自巴黎开出的列车是晚上，而最后一班自巴黎开出的列车是晚上1010：0000以后。在白天，除了紧急情况外，一般不进行维以后。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须留有维修作业所需的“维修天窗维修天窗”，时间至少，时间至少1 1：3030，主要用于检查，又称

8、，主要用于检查，又称“检查天窗检查天窗”。对于一些工作量较大的维修工作，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，一年内如更换高速线上的重要部件等，一年内必须有几次必须有几次6 67 7小时的夜间维修天窗。小时的夜间维修天窗。3.3.德国德国 德国铁路运行图为检查和维修预留天窗是德国铁路运行图为检查和维修预留天窗是工作日早晨工作日早晨3 3：00005 5：0000，周末的夜间也可用，周末的夜间也可用于进行维修作业。于进行维修作业。4.4.西班牙：西班牙：西班牙高速铁路主要在夜间进行预防性维西班牙高速铁路主要在夜间进行预防性维修，时间安排在修，时间安排在0 0：00004 4：

9、3030，在这段时间内，在这段时间内进行基础设施的维修，并开行进行基础设施的维修，并开行1 1辆检测车沿线进辆检测车沿线进行检查，早行检查，早7 7：0000恢复正常运行恢复正常运行。根据这些国家维修工作的经验，高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速铁路的养护维修工作量都在预计范围内。内。二、线桥设备通过能力是铁路运输能力的二、线桥设备通过能力是铁路运输能力的组成部分：组成部分：（一）既有线特别是六次大提速，充分表明（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

10、保证通过能力线桥设备不能不修，不修就不能保证通过能力和行车安全和行车安全;要修就必须封锁线路。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。对线路破坏加剧，无法合一。1.1.部已形成共识：时速部已形成共识：时速250km250km动车组线路原则动车组线路原则上不进货车。上不进货车。2.20062.2006年起轴重年起轴重2323吨货车大量上道，吨货车大量上道，C80C80货车货车普遍使用，都会出现新的情况。普遍使用，都会出现新的

11、情况。（二）高速铁路养护维修管理的需要：（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。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（三）线路变形加剧和运输密度加大使“天窗天窗”矛盾尖锐：矛盾尖锐：总费用 P=F(t)线路 P2=(t)总费用 P“天窗”时间ttPmin运营 P1=(t)“天窗天窗”-总费用关系曲线总费用关系曲线 从从“天窗天窗”-总费用关系曲线可以看出，有总费用关系曲线可以看出，有一个综

12、合效率最高、综合成本最低的问题。图中，一个综合效率最高、综合成本最低的问题。图中，曲线曲线1 1为运输部门的支出，为运输部门的支出，“天窗天窗”延续时间越延续时间越长，支出越大；曲线长，支出越大；曲线2 2为工务部门的支出，为工务部门的支出，“天天窗窗”延续时间越长，支出越小；曲线延续时间越长，支出越小；曲线3 3是线路作是线路作业的总开支，曲线业的总开支，曲线3 3上极点处有上极点处有PminPmin，对应的，对应的t t值就是最佳的值就是最佳的“天窗天窗”。原联邦德国铁路统计，如果原联邦德国铁路统计，如果“天窗天窗”内纯作内纯作业时间为业时间为3 3小时，线路维修的单价每延米为小时，线路维

13、修的单价每延米为100%100%，则则5 5小时为小时为75%75%，8 8小时为小时为65%65%，这就是工业发达国，这就是工业发达国家尽量采用长大家尽量采用长大“天窗天窗”进行维修作业的主要原进行维修作业的主要原因。因。前苏联铁路对不同前苏联铁路对不同“天窗天窗”时间线路大修时间线路大修（100km100km）总换算费用进行了计算，根据线路）总换算费用进行了计算，根据线路的运营条件，最佳的的运营条件，最佳的“天窗天窗”时间为时间为5 5小时左小时左右。右。三、线路三、线路“天窗天窗”作业的发展：作业的发展：为了取得为了取得“天窗天窗”作业的最大经济效益，作业的最大经济效益，工业发达国家都进

14、行专门的研究，如国际铁路联盟工业发达国家都进行专门的研究，如国际铁路联盟（UICUIC）第七专门会议、华沙铁路合作组织）第七专门会议、华沙铁路合作组织（OCOC）第九专门会议和一些工业发达国家的运）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输部门都设有专门的机构研究“天窗天窗”问题问题。线路作业线路作业“天窗天窗”一般分大修和维修两种，一般分大修和维修两种，大修大修“天窗天窗”延缓时间较长，维修延缓时间较长，维修“天窗天窗”延延缓时间较短。所有有关单位都要充分利用缓时间较短。所有有关单位都要充分利用“天天窗窗”内的每一分钟，尤其是在高速铁路和繁忙内的每一分钟，尤其是在高速铁路

15、和繁忙干线上，有的国家把这种干线上，有的国家把这种“天窗天窗”称为称为“黄金黄金天窗天窗”。西欧、北美等国铁路的运输能力远未达到西欧、北美等国铁路的运输能力远未达到饱和的程度，故可以开设较长的饱和的程度，故可以开设较长的“天窗天窗”而不而不影响运输能力。以原联邦德国和美国铁路为例，影响运输能力。以原联邦德国和美国铁路为例，大修大修“天窗天窗”的延缓时间一般不少于的延缓时间一般不少于6 68 8小时，小时，有的甚至有的甚至1212小时以上或更长，但要求修理后的小时以上或更长，但要求修理后的线路允许速度较高并尽快恢复常速。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，当高速铁

16、路达到一定数量并形成网络后，如何开行如何开行“天窗天窗”和如何利用和如何利用“天窗天窗”将是一将是一个新的课题，而高速铁路和既有路网形成大的个新的课题，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。路应该领先于世界其他国家。（一）（一）“天窗天窗”参数：参数：1.“1.“天窗天窗”延续时间；延续时间；2.2.每周能设每周能设“天窗天窗”次数次数3.3

17、.每年能设每年能设“天窗天窗”次数次数4.“4.“天窗天窗”结束后的行车条件结束后的行车条件5.5.最经济的最经济的“天窗天窗”时间时间（二）确定（二）确定“天窗天窗”的影响因素：的影响因素：1.1.管理体制管理体制2.2.运营条件运营条件3.3.作业的经济要求作业的经济要求4.4.机械配置和组织机构机械配置和组织机构5.5.对作业进度、质量和工艺的技术要求对作业进度、质量和工艺的技术要求 （三）（三）“天窗天窗”种类：种类：1.1.夜间夜间“天窗天窗”夜间夜间“天窗天窗”都开设在繁忙干线上，包括高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。这些线速铁路、市郊电气化客运线和地

18、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夜间客流量减少或停止运输时开设“天窗天窗”进行进行作业。夜间作业。夜间“天窗天窗”的时间视各线运营条件确定，的时间视各线运营条件确定，如莫斯科地铁为如莫斯科地铁为2 23 3小时。在日本和法国高速铁小时。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路上，线路作业都是在轨检车检测后的1 12 2天夜天夜间间“天窗天窗”。2.2.节假日节假日“天窗天窗”这是西欧一些工业发达国家、特别是原联邦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

19、、包括德国采取的方式。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些客运线上开设8 81212小时小时“天窗天窗”进行线路作业，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。临时班车协助运送。3.3.技术技术“天窗天窗”和累计和累计“天窗天窗”这是前苏联通常采用的一种方法，用于繁忙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，技术干线和主干预。根据前苏联交通部的命令，技术“天窗天窗”的延续时间不小于的延续时间不小于2

20、.52.53 3小时。在每年小时。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定的计划，在每昼夜固定的时间开设“天窗天窗”，每周若干次，每年总数为每周若干次，每年总数为150150180180次。次。4.4.间隔间隔“天窗天窗”这是前苏联在一些繁忙干线上创造的大修作业这是前苏联在一些繁忙干线上创造的大修作业“天窗天窗”。其做法是以一个铁路局的某枢纽站为基。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

21、一向上，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。在不同方方向上的线路条件，分配好线路作业量。在不同方向上开设向上开设“天窗天窗”。日期是互相交叉的。日期是互相交叉的。5.5.综合综合“天窗天窗”这也是前苏联在繁忙干线上经常采用的方法，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目的在于减少每年开设“天窗天窗”的次数，综合利的次数，综合利用用“天窗天窗”时间，同时还可发挥大型养路机械的时间，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，最大限度地利用内各有关施工单位密切配合，最大限度地利用“天窗天窗”时间，但同时，其组织、协调工作量也时间，但同时，其组织、协调工作量也是巨大的。是巨大的。