摘要：将用于铁路线路维护的大型装备根据用途划分为线路检测装备与线路养护装备两种类别，并从这两大类入手，分别总结介绍了国内外其典型机型结构和功能。随着列车速度的不断提高，对列车的安全以及舒适性也提出了更高的要求。为了减少线路维修的工作量和保证列车的安全运行，必须大力推动采用现代化大型检测设备和养路装备的机械化养路工作，这样才能满足当前列车高速发展的需要。
关键词：铁路线路 检测 养护 装备
铁路路线在列车重力、列车运动产生的各种力以及自然环境的影响下会发生各种病害，常见的有：①轨枕损坏和道床脏污；②铁路线路及其各组成部分在空间位置上的改变；③钢轨及其各组成部分发生磨损和疲劳等。这些病害不仅影响列车的正常运行，严重时甚至会危及列车的行车安全。因此，为了消除病害或者缩小病害的影响，就要定时对铁路路线进行检测和养护，通过系统的检查及时发现路线上一切不符合技术标准的现象和病害并且查明原因，根据这些合理的计划组织线路养护作业，使线路处于完好的状态，涉及的大型维护装备可分为线路检测装备与线路养护装备两种[1-2]。
1 铁路线路大型检测装备
线路轨道参数分为轨道几何尺寸、纵向断面和横断面等。轮轨系统中的线路轨道的机械接触涉及到从机车车辆的纵向部到线路轨道的下部基础设施，是一个非常辅助的动态弹性质量系统。而这些关键参数的缺陷和容差范围由铁路工程标准进行分类，它的目标是为了制定铁路的维修计划，以处理不符合标准的缺陷，使线路轨道达到正常运行的水平。线路大型检测装备主要包括：
1.1 钢轨探伤车
钢轨探伤车就是在指定的专用车辆或者专用列车上安装上有指定的检测轨道上的钢轨伤损设备。按照检测原理来分的话，钢轨探伤车可以分成两类，一类是电磁钢轨探伤车，另一类是超声波钢轨探伤车。其中，电磁钢轨探伤车的检测原理是利用的非接触通磁法，这种方法的最佳检测速度是30km/h～70km/h（最高可达100km/h），但是这种检测方法也有局限性，就是钢轨腰部和接头附近的钢轨伤损无法检测，也正是因为这种局限性这种方法已经逐渐的退出了历史，并在逐步被超声波钢轨探伤车所代替。超声波钢轨探伤车是1956年由联邦德国的克劳特克莱默公司研制成功的，这种探伤车的原理就是利用超声波，因此，与电磁钢轨探伤车相比，这种车的检测范围更大，效果也更好。
1.2 轨检车
轨道检测的设备主要是轨道检查车（简称轨检车）。
1.2.1 美国Ensco和ImageMap公司轨检车
美国联邦铁路署委托Ensco公司研制了技术先进的T10型轨检车，采用惯性基准测量原理和非接触式测量方法，应用光电、伺服、数字滤波、局域网技术，并增加了钢轨断面测量系统，使轨检车的功能更加齐全，检测速度可达192km/h。
ImageMap公司研制的Laserail轨道测量系统取代了光电伺服技术，这种系统采用惯性基准原理、非接触式测量方式，采用激光摄像和图像处理技术，检测速度可达到300km/h。
1.2.2 奥地利EM250型轨检车
EM250型轨检车采用惯性基准原理、光电转换技术和多处理技术等检测速度达到了250km/h，不但能够测量轨道几何参数和车辆振动参数，还能够测量钢轨断面、轮轨作用力并记录环境图像。
1.2.3 德国OMWE和RAILAB轨检车
这种技术的检测速度可以达到300km/h，它是在车下建立测量框架，在车内安装与框架相连的三轴稳定性平台。惯性导航系统由3个陀螺和3个伺服加速度计组成，此系统为轨道几何参数的测量构建了惯性平台。光电传感器安装在测量框架上，这样就可以测量相对平台的位移量，最后通过计算机的处理合成就得到了轨道的高低、水平、轨向值。
1.2.4 我国铁路轨检车
我国现役的轨检车按检测系统类型划分为四类：GJ-3型、GJ-4型、GJ-4G型、GJ-5型；按车辆速度等级划分为：120km/h等级、140km/h等级、160km/h等级。200km/h轨道检测车是我国目前最高速度等级的轨检车，专门用于检测高速铁路的轨道、路基安全技术参数，由中国南车集团南京浦镇车辆厂自主研发。
1.3 综合检测列车
1.3.1 日本East-i综合检测列车
East-i综合检测列车采用700系电动车组，由6辆检测车组成，其中3号车为轨道检测车，其他的都为通信信号和电力检测车。可以检测接触网、通信信号、轨道几何参数、环境噪声、轮轨作用力等，运用于新干线以及与新干线直通运行的既有线上，最高速度分别为275km/h和130km/h，从而实现了新干线与既有线的维修管理一体化。
1.3.2 意大利“阿基米德号”综合检测列车
“阿基米德号”综合检测列车又称Roger2000，检测速度可达220km/h。检测项目包括通信和信号、轨道几何参数、接触网及受流状态、钢轨断面、钢轨波浪磨耗、轮轨作用力、车体和轴箱加速度等。
1.3.3 法国MGV综合检测列车
此检测列车集成了Mauzin、Helene和Melusine系统，检测项目几乎包括了各项基础设施和运行状态，如：从接触网及受流状态、通信信号、轨道几何、钢轨断面、钢轨表面、线路环境数字图像、扣件、轨枕、道碴等。其中，Mauzin主要用于检测轨道的几何参数，可以检测轨面高低、断面、方向、扭曲、轨距等项目；Helene主要用于检测信号，可以检测轨道电路中电流的强度、纵横向交叉对话、轨道的横向阻抗等，检测速度为200km/h；Melusine主要用于检测列车的舒适度和钢轨断面的绘制，可以测量列车的位置和速度、转向架和车体的加速度、受电弓、钢轨表面、接触网电流等项目，检测速度300km/h。
1.3.4 德国GeoRail-Xpress综合检测列车
GeoRail-Xpress综合检测列车主要装置包括：隧道检测装置、线路和环境检测装置、地质勘察装置、轨枕和无砟轨道检测装置、轨头检测装置、轨道检测装置、确定绝对位置的卫星定位同步装置。这些装置同步工作时，定位精度可达0.5m。该检测车能对线路上的可见和不可见部分进行全数字化测量、采集和分析，检测速度100km/h。
1.3.5 我国CRH400A高速综合检测车
为了确保高铁系统的协调和安全运行，CRH400A高速综合检测车采用先进的检测技术和方法，对轨道、接触网、通信、信号以及车辆动态响应和转向架荷载等在告诉运行条件下实施实时检测，这样就可以主动预防和处理各种安全隐患，同时还设置了定位同步、列车专用网络、多媒体显示和数据综合处理、环境视屏信息采集处理等系统，实现信息的精确采集与综合分析处理，可实现时速350km
及以上持续运营的综合检测。
2 铁路线路大型养护装备
线路养护作业主要有：轨道几何状态的整修、轨枕及联结零件、全部更新钢轨、排水及防护加固设备、轨枕及联结零件、清筛并补充道碴、保养并整修路基、保养并个别更换伤损的钢轨、整修道口和线路标志、做好其他属于延长设备使用寿命的修理工作。道岔和曲线是线路上的薄弱环节，除进行上述有关作业外，还需根据特别规定的技术标准和要求，进行相应的作业项目。线路大型养护装备主要包括[3]：
2.1 线路捣固车
线路捣固车是集机、电、液、气为一体的大型养路机械。线路捣固车主要有08-32型、09-32型两种。08-32型捣固车能进行起道、拨道、抄平、钢轨两侧轨枕下道碴捣固和轨枕端道碴夯实作业。每小时可连续作业500m。09-32型连续式捣固车作业精度和作业效率比08-32型更高，每小时可连续作业650m。该车最大的特点是采用了主机与工作小车分离的新结构，大大降低了操作人员的工作强度，延长机器的使用寿命。该车利用车上测量系统，可对作业前、后线路的轨道几何参数进行测量及记录，并通过控制系统，实现按设定的轨道几何参数进行作业。
2.2 道碴清筛机
图1为全断面道碴清筛机，轨排下的道碴通过挖掘链挖出，通过振动筛对道碴进行筛分，筛分后的清洁道碴有两种方式利用：首先是直接回填到线路道心内；其次是回填到挖掘链后方钢轨的道床内。而污土则通过污土输送带抛到物料运输车内，或者抛到清筛机前方线路的任意一侧。为了减少清筛作业后捣固作业线路的起道量，在整个断面内的道碴应当均匀回填。该机在翻浆冒泥路段要对路床进行全抛作业。
2.3 物料运输车
物料运输车（图2）可与现今国际国内的各种型号的清筛机整编成一列车组，将清筛作业产生的废弃污土料在不间断清筛作业的情况下适时地运走，大大提高了清筛作业的整体作业效率。
2.4 动力稳定车
为了提高作业线路的横向阻力和道床的整体稳定性，要通过动力稳定车的两个激振装置强迫轨排和道床产生横向水平震动，同时还会向道床传递垂直静压力，在静压力的作用下会使道碴的流动重新排列，互相填充达到密实，这样就可以在不改变原来线路几何形状和精度的情况下控制均匀下沉。
2.5 配砟整形车
为了使道床布砟均匀，道床的配砟整形作业必须通过配砟整形车经过中犁、侧犁、翼犁等工作装置完成。道床断面按技术要求成形，清扫装置将作业时残留于轨枕和扣件上的道砟清扫并收集，再通过输送带移向道床边坡，以达到线路外观整齐美观的效果。
2.6 钢轨打磨列车
GMC96型钢轨打磨列车通过列车控制系统可以针对不同的钢轨缺陷采用99种模式对高铁的各种病害实施快速打磨，它是由一辆动力车和六辆打磨作业车组成，并且96个磨头能够同时作业。这种打磨列车之所以能够对需要打磨的钢轨确定打磨模式，主要是因为这种列车自带实时检测装置。为了抑制轨面火花飞溅对环境和列车装备造成污染，这种列车都有装收集打磨作业粉尘的集尘装置。
2.7 道岔打磨车
目前国内使用的道岔打磨车有两种，一种是美国HTT公司生产的RGH20C型，另一种是瑞士SPENO公司生产的RR16MS 型。RR16MS型道岔打磨车可处理各种道岔的病害，如：波磨、侧磨、肥边及其它病害。钢轨的踏面轮廓可以按设计的形状重新整形。该车也可以处理区间线路的钢轨。既可打磨9、12、18、30、38号道岔，又可打磨50、60、75kg/m钢轨的区间线路。随机配备两套集尘装置，能吸走打磨时产生的绝大部分火星及粉尘，在减少环境污染的同时减轻消防压力。
2.8 道岔铺换机组
CPH型道岔铺换机组是用于高速铁路、新线铁路和既有铁路道岔铺换的设备。该机组由若干级上位机、下位机、临时轨道和辅助系统组成，每台上、下位机均由一台进口柴油发动机为各自的液压系统提供动力，还配备了先进的无线电遥控系统和完备的安全监控系统。
2.9 大修列车
P95 型大修列车为同步换轨换枕线路综合大修专用设备，由动力车、辅助动力车、换枕作业车和材料车组成，总长92.39m，总重225t。主要作业项目包括扣件收集、旧枕回收、平碴、新枕铺设、轨枕输送、新旧钢轨导入导出和轨枕运输龙门吊。最高作业速度1150m/h，每分钟换枕8至14根。
2.10 路基处理车
LZC-800型路基处理车总长105m，宽3.1m，一次作业可铺设50cm厚的路基保护垫层，最大的作业宽度为6.6m，由一节动力车、一节回收车、一节挂车以及一节挖掘车组成。这种路基处理车可以一次性完成六道工序，即挖掘道碴、混合砂石新料、回填平整路基、破碎旧道碴并分离异物、二次挖掘路基、铺设保护垫等。
3 结束语
随着列车速度的不断提高，对列车的安全以及舒适性也提出了更高的要求。由于目前开行了很多重载列车，再加上运行速度的提高，这些对轨道的破坏作用也不断的加大，这些都进一步加剧了轨道状态的恶化。因此，为了减少线路维修的工作量和保证列车的安全运行，必须大力推动采用现代化大型检测设备和养路装备的机械化养路工作，这样才能满足当前列车高速发展的需要。
参考文献：
[1]刘永孝，李斌.铁路线路养护维修[M].成都：西南交通大学出版社，2011.
[2]郭凌志，王莹.高速铁路运营维护的比较与展望[J].轨道交通，2008（11）：64～66.
[3]于金帆.现代化高速铁路设计、施工与线路提速改造新技术实务全书[M].长春：吉林科技出版社，2004.
[4]余泽西，蒋秋华.铁路大型养路机械管理信息系统[J].中国铁道科学，2009（02）.
[5]张浩.高速铁路维修网分析[J].铁道勘察，2009（03）.
[6]张卫兵.浅析高速铁路轨道的维修养护[J].科技资讯，2009（20）.