宿宏

摘 要 本文主要介紹了準(zhǔn)池重載鐵路有縫線路改造為跨區(qū)間無(wú)縫線路的必要性、實(shí)施方案和經(jīng)濟(jì)效益分析。結(jié)合準(zhǔn)池鐵路實(shí)際情況，分析了重載鐵路無(wú)縫線路的必要性和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等，并就準(zhǔn)池鐵路現(xiàn)有有縫線路改造為跨區(qū)間無(wú)縫線路的可行性進(jìn)行研究分析。

關(guān)鍵詞 有縫線路；重載鐵路；無(wú)縫線路

中圖分類(lèi)號(hào) U2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）05-0010-03

1 準(zhǔn)池鐵路線路概況

準(zhǔn)池鐵路于2014年11月開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，線路全長(zhǎng)179.9km，上行線為75kg/m鋼軌普通線路，下行線為60kg/m鋼軌普通線路。截至2017年2月，準(zhǔn)池鐵路重車(chē)線累計(jì)通過(guò)總重76.92MT。

2 換鋪無(wú)縫線路的必要性

2.1 規(guī)范支持

1）《鐵路軌道設(shè)計(jì)規(guī)范》第1.0.4條：軌道結(jié)構(gòu)宜采用無(wú)縫線路軌道，Ⅰ級(jí)鐵路應(yīng)一次鋪設(shè)無(wú)縫線路。

2）《鐵路軌道設(shè)計(jì)規(guī)范》第11.1.2條：Ⅰ、Ⅱ級(jí)鐵路采用60kg/m及以上鋼軌時(shí)，應(yīng)按無(wú)縫線路設(shè)計(jì)；采用50kg/m鋼軌時(shí)，宜按無(wú)縫線路設(shè)計(jì)。

3）《鐵路主要技術(shù)政策》第八章第四十條中規(guī)定：新建重載線路應(yīng)一次鋪設(shè)跨區(qū)間無(wú)縫線路，積極采用100m（60kg/m）、75m（75kg/m）長(zhǎng)定尺鋼軌。

2.2 換鋪無(wú)縫線路的優(yōu)點(diǎn)

1）延長(zhǎng)軌道使用壽命。鐵道部科學(xué)研究院對(duì)我國(guó)京山、長(zhǎng)大、京包、哈長(zhǎng)等線使用無(wú)縫線路與普通線路大修周期進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)采用無(wú)縫線路，鋼軌使用壽命延長(zhǎng)1.25倍，軌枕壽命延長(zhǎng)1.26倍，膠墊壽命延長(zhǎng)1.15倍。鋪設(shè)75kg/m鋼軌無(wú)縫線路更能延長(zhǎng)使用壽命。按照《鐵路線路修理規(guī)則》的要求，75kg/m普通線路的鋼軌大修周期為700Mt，無(wú)縫線路的鋼軌大修周期為900Mt，普通線路改造為無(wú)縫線路后鋼軌使用壽命至少延長(zhǎng)28.6%，按鋪設(shè)線路140萬(wàn)/km計(jì)算，一個(gè)鋼軌大修周期可以節(jié)約7 127萬(wàn)元。

2）降低養(yǎng)護(hù)維修成本。鋼軌接頭是軌道結(jié)構(gòu)的三大薄弱環(huán)節(jié)（曲線、道岔、接頭）之一，特別是重載鐵路，鋼軌接頭病害越來(lái)越突出，反復(fù)發(fā)生翻漿、翻白，鋼軌接頭壓潰、破損、揭蓋，鋼軌低接頭，螺栓孔裂紋，接頭空吊、暗坑等病害，因此，投入的維修精力和費(fèi)用也相當(dāng)大。從線路維修資料和實(shí)踐證明，線路接頭區(qū)的養(yǎng)護(hù)工作量約占線路養(yǎng)護(hù)總工作量的60%，所耗經(jīng)費(fèi)約占線路養(yǎng)護(hù)總量的35%以上。按照2016年線路維修成本核算，改造為無(wú)縫線路后，每年可節(jié)約350萬(wàn)元維修成本和100萬(wàn)元軌頭掉塊焊補(bǔ)費(fèi)用。

3）節(jié)約養(yǎng)護(hù)維修勞動(dòng)力。普通線路為了保證軌道電路信號(hào)的傳輸，在接頭處安裝了信號(hào)連接線，當(dāng)接頭處發(fā)生魚(yú)尾板折斷、鋼軌斷裂時(shí)不能通過(guò)軌道電路發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前主要通過(guò)巡道工的現(xiàn)場(chǎng)巡查來(lái)發(fā)現(xiàn)鋼軌及聯(lián)接零件傷損及折斷。改造無(wú)縫線路后，鋼軌折斷可以通過(guò)軌道電路來(lái)及時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)側(cè)網(wǎng)全封閉和道口全立交具備條件后，可以取消30名巡道工，每人每年按5萬(wàn)元計(jì)，每年可以節(jié)約維修成本約150萬(wàn)元。

4）減少機(jī)車(chē)車(chē)輛檢修費(fèi)用。無(wú)縫線路的平順性優(yōu)于有縫線路，行車(chē)平穩(wěn)，非常適合重載列車(chē)的運(yùn)行，可以減少機(jī)車(chē)車(chē)輛的檢修費(fèi)用約100萬(wàn)元。

5）有利于提高線路運(yùn)營(yíng)安全水平。普通線路上的鋼軌接頭，既是軌道結(jié)構(gòu)不可缺少的組成部分，又是軌道結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。由于軌縫的存在，列車(chē)車(chē)輪經(jīng)過(guò)軌縫時(shí)要產(chǎn)生劇烈的沖擊與振動(dòng)，尤其是重載列車(chē)通過(guò)時(shí)，對(duì)軌道的破壞更加嚴(yán)重，不但影響了列車(chē)運(yùn)行的平穩(wěn)性，而且這些沖擊與振動(dòng)對(duì)輪、軌造成嚴(yán)重破壞，減少了它們的使用壽命，增加了維修費(fèi)用。線路的鋼軌接頭，不僅對(duì)線路設(shè)備、機(jī)車(chē)和車(chē)輛的壽命、能源的消耗有一定的影響，而且還直接威脅著鐵路行車(chē)安全，特別對(duì)于軸重大、運(yùn)量多的重載鐵路來(lái)說(shuō)，鋼軌無(wú)縫化后，不但會(huì)顯著減小輪軌之間的沖擊和振動(dòng)，而且還能保持線路的穩(wěn)定性，利于保證行車(chē)安全。

準(zhǔn)池線2017年計(jì)劃運(yùn)量4 802萬(wàn)噸，考慮后期巴準(zhǔn)線、龍王渠集運(yùn)站和其他貨源帶來(lái)的準(zhǔn)池線運(yùn)量提升，準(zhǔn)池線運(yùn)量按8 000萬(wàn)噸/年考慮，即重車(chē)線年通過(guò)總重約為10 400萬(wàn)噸。按照現(xiàn)有的75kg/m鋼軌普通線路大修周期700MT推算，準(zhǔn)池線鋼軌大修周期約為7年，則換鋪無(wú)縫線路后一個(gè)鋼軌大修周期可節(jié)約費(fèi)用共計(jì)12 027萬(wàn)元（具體費(fèi)用明細(xì)見(jiàn)表1）。

3 換鋪方案

3.1 方案1：對(duì)當(dāng)前的既有25m標(biāo)準(zhǔn)軌鋸切接頭后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焊接

本方案是對(duì)既有有縫線路接頭進(jìn)行鋸切后，利用移動(dòng)式閃光接觸焊軌車(chē)對(duì)既有線的鋼軌接頭逐個(gè)進(jìn)行焊接，進(jìn)而將有縫線路改造為無(wú)縫線路。

準(zhǔn)池線重車(chē)線需焊接正線178km，需焊接接頭14 858個(gè)，按每年4—10月每周3個(gè)4小時(shí)“天窗”考慮，全年共計(jì)天窗約90個(gè)。一年完成需28臺(tái)焊機(jī)（每臺(tái)焊機(jī)1個(gè)天窗完成6個(gè)焊頭）。由于鋼軌切割為24m鋼軌后，焊鋪鋼軌施工需配備不同長(zhǎng)度工具軌（每臺(tái)焊機(jī)3、6、9、12、15、18、21、22、24m鋼軌各2根），同時(shí)由于工具軌的換鋪增加重復(fù)鋪軌工作量30km。估算費(fèi)用14 376萬(wàn)元，平均80.76萬(wàn)元/km（具體費(fèi)用明細(xì)見(jiàn)表2）。

1）優(yōu)點(diǎn)：周轉(zhuǎn)工作量相對(duì)較小，便于實(shí)施，可利用天窗在線上作業(yè)。

2）缺點(diǎn)：焊接質(zhì)量相對(duì)基地焊接較差，施工效率不高，影響既有線運(yùn)輸?，F(xiàn)場(chǎng)接觸焊是直接對(duì)既有25m標(biāo)準(zhǔn)軌進(jìn)行鋸切、打磨后焊接，由于既有25m標(biāo)準(zhǔn)軌已經(jīng)服役2年時(shí)間，部分鋼軌已經(jīng)出現(xiàn)軌面?zhèn)麚p、鋼軌變形等缺陷，不經(jīng)重新取直、徹底打磨可能會(huì)影響焊接質(zhì)量。另外現(xiàn)場(chǎng)焊接主要是利用天窗時(shí)間進(jìn)行作業(yè)，240min的天窗時(shí)間，除去鋸軌、打磨、勻軌等作業(yè)時(shí)間，在一個(gè)天窗內(nèi)最多可以焊接3對(duì)接頭，現(xiàn)場(chǎng)焊效率不高。因無(wú)縫線路改造要大面積焊軌，接頭數(shù)量多，相應(yīng)的需要天窗就多，自然會(huì)對(duì)公司正常運(yùn)輸造成較大影響。

3.2 方案2：換鋪無(wú)縫線路同時(shí)對(duì)既有25m標(biāo)準(zhǔn)軌進(jìn)行廠內(nèi)焊接

本方案是新購(gòu)45km長(zhǎng)鋼軌，利用天窗時(shí)間對(duì)既有的重車(chē)線換鋪無(wú)縫線路，再將換下的25m標(biāo)準(zhǔn)軌進(jìn)行回廠焊接，然后逐段替換，最終替換下的25m標(biāo)準(zhǔn)軌則不需要焊接，作為備軌使用。

本方案一次性投資約14 304萬(wàn)元，換下37.5km標(biāo)軌作為常備料節(jié)約鋼軌采購(gòu)費(fèi)3 094萬(wàn)元，核減后需投資約11 210萬(wàn)元（具體費(fèi)用明細(xì)見(jiàn)表3）。

1）優(yōu)點(diǎn)：便于實(shí)施，施工效率高，對(duì)運(yùn)輸影響小，設(shè)備質(zhì)量改善明顯。（利用天窗時(shí)間對(duì)鋼軌進(jìn)行成段更換，鋼軌接頭均為廠內(nèi)焊接，回收的既有25m標(biāo)準(zhǔn)軌經(jīng)過(guò)生產(chǎn)線的取直、打磨，焊接質(zhì)量要明顯高于現(xiàn)場(chǎng)焊，設(shè)備質(zhì)量能得到明顯改善）

2）缺點(diǎn)：施工程序多，實(shí)施周期長(zhǎng)（按照每年更換45km考慮，準(zhǔn)池鐵路重車(chē)線共需要4年可完成改造），鋼軌廠焊、運(yùn)輸車(chē)輛協(xié)調(diào)困難。

3.3 方案3：在準(zhǔn)池線建立臨時(shí)焊接基地，在焊接基地將標(biāo)準(zhǔn)軌焊接為長(zhǎng)軌條，租用長(zhǎng)軌車(chē)運(yùn)輸長(zhǎng)軌條

本方案是在準(zhǔn)池鐵路臥廠站利用預(yù)留兩萬(wàn)噸線路路基設(shè)置臨時(shí)固定式焊軌基地，購(gòu)置10km長(zhǎng)軌條作為替換軌，換鋪下標(biāo)準(zhǔn)軌返回臨時(shí)焊軌基地焊接為500m長(zhǎng)軌條，采取租用長(zhǎng)軌運(yùn)輸車(chē)輛運(yùn)輸長(zhǎng)軌條，新購(gòu)置鋼軌后期作為損耗軌料的補(bǔ)充換鋪入準(zhǔn)池線。本方案投資估算10 090萬(wàn)元。

該方案采用一個(gè)天窗點(diǎn)同一個(gè)區(qū)間兩頭向中間焊接（需要4臺(tái)焊機(jī)，2臺(tái)單元焊，2臺(tái)鎖定焊）。單元焊1個(gè)天窗焊接8個(gè)接頭（線下焊接），鎖定焊1個(gè)天窗焊接4個(gè)接頭（線上焊接）、換軌3km、長(zhǎng)軌放散3km。4臺(tái)焊機(jī)1個(gè)天窗完成3km的焊接和更換。無(wú)其他干擾狀態(tài)下90個(gè)天窗可完成全線換鋪任務(wù)（具體費(fèi)用明細(xì)見(jiàn)表4）。

該方案相對(duì)前2種方案而言，具有可實(shí)施性強(qiáng)，質(zhì)量均衡，影響運(yùn)輸小及費(fèi)用少的優(yōu)勢(shì)。

4 費(fèi)用分析

參考現(xiàn)階段各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，鋪設(shè)線路按照140萬(wàn)/km，有縫線路年維修成本約為6 000萬(wàn)元，軌料回收0.12萬(wàn)元/t，有縫線路鋼軌大修周期按照7年，無(wú)縫線路鋼軌大修周期按照9年考慮。

4.1 總費(fèi)用情況

一個(gè)鋼軌大修周期，無(wú)縫線路較有縫線路可節(jié)約維護(hù)成本共計(jì)12 027萬(wàn)元（詳見(jiàn)表1），無(wú)縫化改造需投資10 090萬(wàn)元（詳見(jiàn)表4），即一個(gè)鋼軌大修周期可節(jié)約費(fèi)用1 937萬(wàn)元，年均節(jié)約費(fèi)用276.7萬(wàn)元。另外換鋪無(wú)縫線路有利于提高線路運(yùn)營(yíng)安全水平，該部分優(yōu)勢(shì)是無(wú)法用經(jīng)濟(jì)效益來(lái)衡量的。

4.2 平均成本情況

改造前有縫線路每?jī)|噸通過(guò)總重成本：

（140萬(wàn)元/km×178km-0.12萬(wàn)元/ t×178km×150t/km+6 000萬(wàn)元/年×7年）/7億t=9 102.3萬(wàn)元/億t；

改造后無(wú)縫線路每?jī)|噸通過(guò)總重成本：

（140萬(wàn)元/km×178km-0.12萬(wàn)元/ t×178km×150t/km+5 300萬(wàn)元/年×9年+10 090萬(wàn)元）/9億t=8 834.0萬(wàn)元/億t；

改造后無(wú)縫線路每?jī)|噸通過(guò)總重成本小于改造前有縫線路每?jī)|噸通過(guò)總重成本。

5 結(jié)論

本文通過(guò)數(shù)據(jù)分析，對(duì)準(zhǔn)池重載鐵路無(wú)縫化改造從符合規(guī)范要求、延長(zhǎng)軌道使用壽命、降低養(yǎng)護(hù)維修成本、節(jié)約養(yǎng)護(hù)維修勞動(dòng)力及有利于提高線路運(yùn)營(yíng)安全水平等方面進(jìn)行分析。另從費(fèi)用和實(shí)施方案角度分析，提出了3套可實(shí)施性較強(qiáng)的施工方案，并通過(guò)對(duì)該3套方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，提出了適用于準(zhǔn)池鐵路的方案，即在準(zhǔn)池線建立臨時(shí)焊接基地，在焊接基地將標(biāo)準(zhǔn)軌焊接為長(zhǎng)軌條，租用長(zhǎng)軌車(chē)運(yùn)輸軌料的可行施工方案，為今后類(lèi)似的有縫線路改造為無(wú)縫線路可行性和具體實(shí)施方案提供參考。

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