我国高速铁路开通运营里程位居世界首位，通过十余年的运营实践，积累了丰富的养护维修经验。
随着高速铁路线路设备服役时间的延长，受复杂运营条件、气候环境、地质条件等多种因素影响，部分地段出现了线路设备损伤问题，影响结构耐久性和使用寿命，严重时甚至影响行车平稳性和结构稳定性。
2019年颁布的TG/GW102—2019《普速铁路线路修理规则》，主要规定了线路设备修理工作内容及工作组织、线路设备标准和修理要求、线路设备修理主要作业要求、线路设备大修设计、线路设备修理标准、线路质量评定、线路设备检查等，为普速铁路线路设备大修提供了依据。随着高速铁路运营里程不断增加，普速铁路线路设备大修规范已不再适用于高速铁路线路。
相关专家针对高速铁路线路养护维修，开展了线路设备伤损检测、原因分析、等级评定、整治维护技术对策等方面的研究，并提出了相关养护维修技术要求。王梦等基于CRTSⅠ、CRTSⅡ、CRTSⅢ型板式和双块式无砟轨道的结构特征，结合我国高速铁路工程实践，对比分析4种无砟轨道结构的技术经济性。靳昊等以兰新高速铁路为研究对象，总结出高原大风地区双块式无砟轨道伤损类型、伤损特点及形成原因。徐凌雁对SK⁃2型双块式轨枕进行了受力检算，对轨枕开裂原因进行了分析并提出了病害整治方案。
目前高速铁路线路设备大修经验不足，关于大修关键技术的研究较少，尚未形成成熟的高速铁路线路大修评判指标，导致线路大修缺乏依据，大修的科学性和合理性难以保证。因此，本文针对钢轨、扣件、道岔、轨枕等高速铁路主要线路设备，提出高速铁路线路设备大修周期、大修技术及实施方案，进一步丰富和完善我国高速铁路线路维护技术体系。
1 线路设备大修周期
根据普速铁路钢轨大修周期制定的经验，结合高速铁路实际运营状态，综合考虑钢轨磨耗、钢轨伤损、钢轨锈蚀等影响钢轨大修的关键因素，建议高速铁路钢轨大修周期为累计通过总质量100Mt或服役时间28年。
考虑到现场养护维修的便利性和可操作性，弹条的大修更换周期与同区段的钢轨大修周期保持一致。但由于线路状况复杂，大修周期还要结合现场线路设备的服役情况来定。
高速铁路道岔直股钢轨件与侧股钢轨件使用寿命明显不同，且不同钢轨件之间组装、配合关系复杂，建议分工况设置大修周期。轨枕的计算大修周期为累计通过总质量250Mt或使用年限50年。建议累计通过总质量达到200Mt或使用年限达到40年时，对轨枕开展全面的状态检查和评估，方便结合线路的钢轨和道床大修工作，提前安排轨枕大修任务。
2 线路设备大修技术及实施方案
2.1 钢轨
目前我国高速铁路钢轨尚未进入大范围维修阶段，结合部分区段钢轨更换施工组织方案，可将高速铁路换轨施工技术分为三类：一体化换轨列车换轨技术、插入焊换轨技术、传统换轨技术。三种方案的特点、适用范围及优缺点对比见表1。其中，《技规》指《铁路技术管理规程（高速铁路部分》。
综合对比三种高速铁路换轨技术方案，建议如下：
1）500m以上长距离连续大修换轨使用一体化换轨列车换轨技术。
2）500m及以下短距离或间断性换轨维修使用插入焊换轨技术。
3）有砟轨道施工在仅有移动式焊轨设备的条件下或无法实现卸换收一体化作业时，使用传统多天窗联合作业换轨方案。严格规范防胀措施，建立巡检机制，施工期间确保高速铁路运营安全。
2.2 扣件系统
扣件系统大修主要包括更换绝缘轨距块、轨距挡板、调高垫板等精调件，更换螺旋道钉，更换弹条、弹性垫板等弹性件。基于弹条和弹性垫板的更换效率，针对不同工况制定扣件系统大修更换技术，主要包括：①与一体化换轨施工结合的扣件系统大修；
②结合线路精调作业的扣件系统大修；
③先换钢轨再换扣件零部件的扣件系统大修；
④只换弹条的扣件系统大修；
⑤只换弹性垫板的扣件系统大修。
1）与一体化换轨施工结合的扣件系统大修方案大修前准备工作包括线路扣件状态评估、扣件零部件准备和现场标记。扣件大修实施中的作业包括上道准备、材料发放、零部件更换和线路轨道几何调整。流程见图1。只换弹条的扣件系统大修也参照此方案进行。
2）结合线路精调作业的扣件系统大修实施方案大修实施前的准备工作包括线路状态评估、扣件零部件准备和现场标记。大修实施中的作业包括上道准备、轨距测量、水平测量、轨温测量、标记复核、材料发放、螺栓松开及预紧、高程调整、涂油、平面调整、非基准股轨扣件大修更换和精调作业收尾工作。流程见图2。先换钢轨再换扣件零部件的扣件系统大修和只换弹性垫板的扣件系统大修也参照此方案进行。
2.3 道岔
首先对相关线路全线道岔进行评估分析，再制定道岔大修方案，包括更换道岔侧股钢轨件方案、成组更换道岔弹性铁垫板方案、成组更换钢轨件及联结零件方案、成组更换道岔及岔枕方案。
1）更换道岔侧股钢轨件方案
该方案适用于有砟道岔和无砟道岔，主要工作任务为更换道岔直基本轨、曲尖轨、曲上股导轨、可动心轨辙叉（含扣件）和铝热焊接头，需要1~2个天窗。根据实际施工天窗设置，参考施工时间约400min。如有较长的施工天窗，应将除有砟道床捣固、稳定相关作业外的所有工作安排在同一天窗内完成。
2）成组更换道岔弹性铁垫板方案
该方案适用于有砟道岔和无砟道岔，主要工作任务为成组更换道岔范围内弹性铁垫板。如更换过可动心轨辙叉，则可沿用辙叉区弹性铁垫板。天窗计划根据实际更换弹性铁垫板的数量确定，每组18号道岔需要6~7个240min天窗，42号道岔需要12~14个240min天窗。
3）成组更换钢轨件及联结零件方案
该方案适用于有砟道岔和无砟道岔，主要工作任务为更换道岔转辙器直曲股组件、可动心轨辙叉组件、长导轨、道岔前后引轨和铝热焊接头，需要1~2个天窗。天窗计划要求与更换道岔侧股钢轨件方案相同。
4）成组更换道岔及岔枕方案
该方案仅用于有砟道岔，主要工作任务为成组更换道岔及岔枕、配套短岔枕、前后引轨和铝热焊接头，需要1~2个天窗。天窗计划要求与更换道岔侧股钢轨件方案相同。
2.4 有砟轨道轨枕
轨枕大修的主要技术特点为站间距长、天窗时间短、线路施工安全要求高以及线路大修后对线路的平顺性要求高。
目前轨枕的更换方式主要包括人工换枕、小型机械换枕和大列换枕。根据现场大修情况可知，人工换枕和钩机换枕需要的作业人员及施工零碎机具多，且施工效率低，作业安全风险大。综合对比各技术的优缺点，结合我国普速铁路轨枕大修的经验与高速铁路自身运营特点，建议高速铁路有砟轨道轨枕大修作业采用大列换枕技术。
大列换枕作业包括施工准备作业，大列换枕作业，工务放散与焊联、精测精调以及提速捣固作业。流程见图3。
换枕大修后线路的动静态几何尺寸验收，参照国铁设备监视〔2023〕15号《高速铁路线路维修规则》执行。线路交验严格执行自验、初验、正式验交三级验收制度。
3 结论及建议
1）建议高速铁路钢轨大修周期为累计通过总质量100Mt或服役28年；弹条的大修更换周期与其同区段的钢轨大修周期保持一致；道岔分工况设置大修周期；轨枕累计通过总质量达到200Mt或服役40年时根据具体情况确定大修工作。
2）针对高速铁路钢轨大修实施方案，建议500m以上的长距离连续大修换轨推荐使用一体化换轨作业工法施工；500m及以下的短距离或间断性换轨维修推荐使用插入焊作业工法施工；有砟轨道施工在仅有移动式焊轨设备的条件下或无法实现卸换收一体化作业时，可使用传统多天窗联合作业换轨工法施工，严格规范防胀措施，设巡检机制，施工期间确保高速铁路运营安全。
3）扣件系统大修更换技术包括与一体化换轨施工结合的扣件系统大修、结合线路精调作业进行的扣件系统大修、先换钢轨再换扣件零部件的扣件系统大修、只换弹条的扣件系统大修和只换弹性垫板的扣件系统大修共五种工况，针对每种工况均提出了具体实施方案。
4）道岔大修实施方案包括更换道岔侧股钢轨件、成组更换道岔弹性铁垫板、成组更换道岔钢轨件及联结零件、成组更换道岔及岔枕。前三项适用于有砟道岔和无砟道岔，最后一项仅适用于有砟道岔。
5）根据我国铁路大修设备的特点及现场维修情况，结合高速铁路运营特点、天窗要求等实际情况，建议高速铁路有砟轨道轨枕大修作业采用大列换枕技术。
文章来源：
原文名称：高速铁路线路设备大修技术实施方案
作者信息：于洋（中国铁路呼和浩特局集团有限公司，呼和浩特 010057）
期刊信息：铁道建筑 2023年12月 第63卷第12期
