重载铁路建设维修装备及检测技术

重载铁路建设维修装备及检测技术

李玉芬

大秦铁路股份有限公司秦皇岛西工务段河北066000

摘要：铁路线路设备是由道床、轨枕、钢轨、联接零件等组成。本文通过对维修装备的介绍，分析几种铁路检测技术。

关键词：重载铁路；维修装备；检测技术

引言

近年来我国的铁路事业得到了极大的发展，在给经济发展和人民群众的生活带来了更大的便利的同时，也给铁路线路的维护检测带来了更大的挑战。随着当前人们对铁路运输的要求越来越高，列车的间隔时间更短，列车速度也逐渐提高，这就造成了重载铁路线路处于极端机械应力状态，需要对其系统装备进行检测和维护。本文对铁路线路维护检测系统进行了分析，旨在推动我国铁路线路维护检测技术的不断提高。

一、重载铁路建设维修装备介绍

1、新型高性能道渣清筛机

传统重载铁路轨道由道渣道床、轨枕和钢轨构成，其中道渣起了非常重要的作用。但是长期未清筛的道床无法保证其作用的良好发挥，所以必须及时进行清筛。道渣清筛机设有三层筛孔不同的筛面，其优点是将上层筛面过大的石渣抛出；中间筛层将中等大小回收，下层将剩余的碎石和污土分离，同时回收小碎石。因此，高性能的道渣清筛机是维护道床稳定坚实，保证线路质量的主要工具。高性能的道渣清筛机必须具备以下条件：

（1）缩短区间封锁作业时间，提高线路运输效率；

（2）提高重载轨道负荷能力；

（3）适当提高重载线路作业质量的要求；

（4）提高道渣清筛效率；

（5）提高作业质量而适当降低维修成本，减少维修保养的间隔次数。

2、线路和道岔捣固机

最近几年，铁路维修应用的捣固机大多是传统作业的机型，在主要构架下伸出捣固机理，使其工作部件周期性移动。由于铁路运输的发展，一再要求缩短封锁时间，机械设计趋势是向着高效率方面发展，新型捣固机能以自身的动力进入及撤离铁路线路，对于列车运行密度较高的线路来说非常适合。道岔捣固是捣固作业中相对比较困难的，特别是铺装在混凝土轨枕上的道岔捣固，比木枕道岔的难度要大很多。道岔捣固机能利用与主起道装置同步工作的辅助轨道装置，在道岔侧股轨道超道捣固。德国铁路公司均采用这类设备对混凝土轨枕道岔进行捣固作业。

3、移动式钢轨维修机械

钢轨打磨机主要应用于重载线路上钢轨波形磨耗，短波和长波主要磨耗重载铁路踏面不平顺的缺陷，而定期进行的铁路养护维修工作。

二、重载铁路检测技术分析

1、钢轨探伤技术

1.1向上裂纹检测

在铁路线路维修检测中使用钢轨探伤技术对钢轨进行探测时遇到向上的裂纹的时候，首先是前置探头发现裂纹的出现，它首先会显示一种波形，这种波形是螺孔波，然后才会显示我们要探测的波形——裂纹波。通过对于前置探头的调节，使得螺孔波出现不同的表现方式，从而使裂纹波在螺孔中的范围内显示出来，这样就可以确定裂纹的位置，对于已经知道位置的裂纹要进行详细的维修，使其在最大程度上恢复原样，从而保障整个铁路运输的安全性。

1.2水平裂纹检测

在对钢轨的轨底部分进行探测的时候，主要是检测其是否存在水平裂纹，在探测中主要使用0°的探头。在探测过程中，探测仪发射出来的波形会经过轨头和轨腰最后到达轨道的底部，在轨底发生发射以及折射产生相应的波形，通过对波形的分析，判断在轨底是否存在裂纹以及通过对探头的不断调节测试判断裂纹出现具体位置，同时通过对于探头移动时，波形的位移判断此裂纹的大致长度，从而对于此裂纹采取相应的补救措施，从根本上保障铁路运输的安全性。

1.3斜裂纹检测

在遇到斜裂纹时，在这种情况下，射入波形的方向与裂纹的方向是呈现90°角的，如果发现探测仪上的显示回波与零刻度之间的距离比较远的时候，这就说明此裂纹的位置处于比较深的地方，同时裂纹的长度也是比较长的，这就需要对探测的结果进行综合的分析，从而判断出裂纹的具体位置。同时对于钢轨的中间部分进行探测的时候，其波形与斜裂纹有很大的相似性，这就需要对底波进行观察，然后再结合底波的波形是否有显示进行判断处理。

2、地质雷达技术

地质雷达技术主要用于路基病害检测，其原理是主机通过发射天线在路基道床表面向道床内部及基床发射电磁波，当电磁波遇到不同的路基填料及病害界面时便会发生反射和透射，反射波又被接收天线接收。此时雷达主机记录下电磁波从反射到接收的双程走时t，电磁波的传播速度v可标定出来，所以地质雷达探测路基深度d=v×t/2，所以得到反射面的深度即可判断道床和基床的厚度，从而确定路基病害位置。

3、轮对自动检测技术

3.1光截图像原理技术

这种技术主要原理为利用三角激光测量技术来实现测量物体二维尺寸的目的。采用的投射光源为点状高强度激光，高速的CCD相机作为图像采集设备。当测试完毕后会得到一系列的曲线，将其和标准的校正曲线进行比对矫点，从而实现目标参数的自动检测。这种技术在低速以及静态测量中的精度比较高，但是对于高速测量的精度尚不能令人满意，这是由于CCD相机的采集速度有限而造成的。但是这种原理制备的设备价格低廉、操作简单，得到了广泛的应用，如丹麦的EDOC公司、美国的BEENA公司以及国内的哈尔滨威克公司等都有相应的产品。

3.2视觉自动测量技术

视觉自动测量技术是一种基于视觉测量系统，建立在计算机视觉研究基础上的新兴技术，其优点为抗干扰能力强、高效易行，非常适合一些在现场生产中的在线非接触性监控及监测。在实际生产过程中，该技术基于视频成像原理及先进的图像识别功能工作，通过高速摄像机现场拍摄车辆轮对运行状况，采用逐帧截屏得到清晰图片，再对图片进行识别辨认的方法来实现对车辆轮对的监控监测。

3.3激光位移测距技术

激光位移技术是一种高精度、高精密的非接触行测量技术，主要用于测量对象物体的位置以及位移的变化，可以准确监测出物体的位移、体积尺寸、振动频率等物理几何量的测量。按照原理，激光位移技术可分为激光回波法和激光三角测量法两种，而在铁轮货车轮对检测中主要用的是激光三角测量法，这种检测方法精度高，但监测的距离较短。在实际应用中，左右两路光电流从激光位移传感器发出，通过干涉成像，就可以反推算出物体激光点和成像透镜前面的距离，从而达到监测的目的。目前这种技术已经被应用于我国部分铁路路段。

4、无损检测技术

无损检测技术的原理是在不破坏设备机体的前提下完成设备内部的检测。在铁路检测工作中，无损检测技术更是可以发挥非常好的作用。铁路设备包含广泛，如果采购不同检测设备一定会增加重载铁路的运营成本。采用无损检测技术，适用于大多数铁路设备检测工作，能够节约很大一部分的资金。另外，利用无损检测技术过程中，检测人员不需要拆装设备机体，大大的提高了检测效率。铁路设备检测是一项繁琐的工作，由于设备发生故障的情况具有明显的突发性，所以无损检测技术就显得特别重要。无损检测技术与微型计算机相连接，保证工作人员在检测过程中快速掌握设备情况，快速制定解决措施。

结语

重载铁路日常维护保养工作是一个长期且持久的任务，按照线路的技术状态，贯彻“预防为主，防治结合，修养并重”的原则，经常性地进行保养和维修，有效地预防、及时发现和整治重载线路的病害，使线路设备一致处于正常状态，以保证国家运输工作的顺利进行。另外，在日常维修过程中，需要投入一定的资金，用于更换那些经常需要维修的、不适合重载车辆运行的道岔、枕木、连接零件，以减少维修工作量，使重载线路处于均衡良好的状态。

参考文献：

[1]克昌.重载铁路综合维修必要性分析检测及技术[J].铁道勘察，2010（03）.

[2]郑学礼.铁路线路维修检测中钢轨探伤技术的应用[J].四川建材，2014，（3

[3]郭然.铁路线路养护维修计划编制理论与方法[D].北京交通大学，2015.