轨道动静态检测

第二章轨道动静态检测第一节概述•安全是铁路系统永恒的主题。轨道的不平顺状态直接影响列车的运营安全，也是决定行车速度与行车平稳性的主要因素之一。随着我国高速铁路的大面积开行，高速列车运行速度将达到300km/h，保持轨道的高平顺性是保障高速列车安全与平稳运行的前提。国外轨检车的发展概况轨道检查车：检查轨道病害、指导轨道维修、保障行车安全的大型动态检测设备，也是实现轨道科学管理的重要手段，为此各国铁路都重视轨检车的开发和应用。轨距变化率只要满足列车通过条件连续不变轨距小轨距有利车辆动力性能。轨距检测受标定误差影响，常产生检测系统误差。由相隔2.5m的两点实际测量的轨距差除以2.5m得到。选择2.5m主要考虑车辆轴距和滤波。轨距变化率直接影响轮轨接触几何，危机行车安全和舒适性。曲率半径的倒数。可以通过单位长度角度变化计算。曲率变化率曲率定义为一定弦长的曲线轨道(如30m)对应之圆心角θ(度/30m)。度数大，曲率大，半径小。反之，度数小，曲率小，半径大。轨检车通过曲线时(直线亦如此)，测量车辆每通过30m后车体方向角的变化值，同时测量车体相对两转向架中心连线转角的变化值，即可计算出轨检车通过30m曲线后的相应圆心角θ的变化值。需要做大量的数据处理，消除测量误差和不需要的成分。曲率变化率主要考虑直线段长波长轨向和曲线段曲线不圆顺，是舒适性控制指标。水平（超高）的测量横向（水平）加速度变化率由相隔18m的两点实际测量的横向加速度差除以18m走行时间。选择18m主要考虑车辆定距和滤波。是舒适性控制指标。轨检车地面标记识别轨道上的道口、道岔、桥梁、轨距拉杆等会含有金属部件，安装于轨检梁上ALD传感器可以探测到这些金属部件，其输出的信号可以和里程、轨道不平顺同步显示在轨道检测波形图上。由于道口、道岔、桥梁、轨距拉杆等会含有金属部件大小、形状、位置不同，ALD信号反应就有所区别。因此根据ALD信号特征可以识别就可以道口、道岔、桥梁、轨距拉杆位置，根据这些位置可以方便准确地找出轨道病害的位置。实际应用时可以结合曲率和超高波形图来共同确定轨道病害位置。设备ALD信号图例单开道岔复交道岔桥梁道口道岔区ALD信号特征•轨检车直向或侧向过道岔时，安装在轨检梁上的ALD传感器经过转辙器尖轨拉杆和导曲线钢轨或连接部分直股连接钢轨产生高电压信号。拉杆较细，ALD反应持续时间短，ALD信号表现为两根小刺；导曲线钢轨和连接部分直股连接钢轨较粗，ALD反应持续时间较长，同时ALD通过轨迹斜交钢轨，因此ALD经过导曲线钢轨和连接部分直股连接钢轨时产生等边梯形信号曲线平交道口ALD信号特征•平交道口处在轨道中心一般有钢筋混凝土板和其钢板约束，当ALD传感器从上面经过时产生感应，产生高电压信号。•平交道口日常较难维修，因此产生空吊，道口常见的病害是三角坑和轨距，但有时因平交道口处因泥土覆盖在轨距点上产生虚假的小轨距超限。曲率超高特征曲线•根据病害相对于曲线距离确定轨道病害位置。•按列车行进方向曲线分左右曲线，右曲线超高曲率均为正，即左轨高。超限编辑•在轨检车检测过程中，由于传感器、天气和数据传输等原因产生轨道不平顺常常存在异常值，同时由于标定误差和惯性包漂移等原因使得水平和轨距信号产生基线偏移，影响了计算机自动超限判断，因此在轨道检测过程中需要对异常超限进行编辑。•我国轨检车目前正在使用的轨检车有GJ-3、GJ-4、GJ-4G和GJ-5型轨检车几种，不同的类型的轨检车检测方法不同，因此出现的异常超限现象不尽相同。随着GJ-5型轨检车的迅速普及，GJ-5型轨检车已成为轨道动态检测的主要工具。下面结合GJ-5型轨检车检测波形简单介绍异常值超限编辑方法。道岔区处异常轨道不平顺编辑•对于固定性辙叉，轨检车通过叉心有害空间时，钢轨实际作用边不连续，对于图像测量方法，检测的轨距点和高低点实际根据有害空间处翼轨计算得出，因此轨距、水平、三角坑和一单侧钢轨高低轨向出现尖刺，此时出现的超限在编辑时应予删除。•对于GJ_4(G)型轨检车，高低仍采用接触式测量方法，车轮通过有害空间时，由于车轮半径较大，轨检车检测的高低、水平和三角坑不平顺波形连续正常，这时激光点打到翼轨上，单边轨距异常，因此要删除该位置的轨距和一单侧轨向不平顺超限。•对于可动心轨道岔，辙叉区无有害空间，检测结果正常，一般不用编辑。尖轨处异常轨道不平顺•尖轨处因基本轨刨切或轨检车通过时尖轨与基本轨不密贴，检测轨距和一单侧轨向波形不连续，这时相应产生的轨距和轨向异常超限应予删除。•对于9和12号道岔尖轨处的轨距加宽量，轨检车由于无法自动识别道岔类型并没有消除，这种原因引起的轨距超限应考虑实际的轨距加宽量进行人工编辑。低速侧向过岔轨向超限•轨检车低速侧向通过道岔导曲线时，由于导曲线不设超高，超高通道信号较小，但导曲线一般半径较小，曲率信号较大，因此结合ALD信号比较容易确定侧向过叉位置。•同时由于没有设超高和导曲线半径较小，惯性包内轨向加速度变化较大，轨向平衡能力差，又由于滤波原因把小半径曲线的部分成分当作轨向输出，因此低速侧向道岔时的轨向超限应予删除。小半径曲线轨距•按“线路维修规则”，300--349m的小半径曲线轨距加宽为5mm，200--299m的小半径曲线轨距加宽为15mm。轨检车在检测小半径曲线时，轨检车根据测量的曲率自动识别曲线半径，根据半径大小考虑扣除加宽量然后在进行超限判断，但实际曲率测量总会有误差，如300--349m以内的当作300m半径以下的曲线时，轨距就多扣除10mm，容易误判为小轨距，因此编辑时应删除。•波形图上轨距为实际轨距偏差，并没扣除加宽量的影响。•运基线路[2007]350号文对曲线设置有了新的规定。A.R285m时，轨距加宽按15mm设置；B.315≥R≥285m时，轨距加宽可按5mm~15mm设置；C.332.5mR315mm时，轨距加宽按5mm设置；D.367.5m≥R≥332.5m时，轨距加宽按0~5mm设置；E.R367.5m时，不设置轨距加宽。小半径曲线长波轨向问题设备故障引起的孤立超限判断方法•孤立的轨道不平顺主要因为图像干扰引起，一般由于只是单侧钢轨断面受到干扰，其特征主要表现为轨距、水平、三角坑和单侧高低和轨向同时出现尖刺，而对应的加速度信号并无明显反应，这种超限应予删除。车体加速度辅助判断方法•一般大的轨道不平顺都可能引起较大的车体加速度响应，但受到列车速度的影响不同波长的轨道不平顺在不同速度下引起的车体加速度也不相同。•一般情况高低和车体垂向加速度、轨向和车体水平加速度相关性较好，特别是轨道不平顺波长与车体敏感波长一致时，轨道不平顺与车体加速度能一一对应，只是相位不同。•因此，利用车体加速度可以辅助评判超限正确性，以利于超限编辑。设备故障引起的孤立超限判断方法•孤立的较短的轨道不平顺，形状类似尖刺，属于异常值，主要因为图像干扰引起，一般由于只是单侧钢轨断面受到干扰，其特征主要表现为轨距、水平、三角坑和单侧高低和轨向同时出现尖刺，加速度信号并无明显反应。设备故障引起的孤立超限判断方法历史对比排出法轨距点监测异常引起的轨距误差图像干扰引起轨距监测误差阳光干扰•对于采用图像处理轨道检测系统，当阳光照射在激光切割断面上时，将引起图像处理困难，很难识别实际的钢轨轮廓，使得检测波形出现剧烈变化。•这种情况一般只出现在单侧钢轨，遇到这种情况应删除相应区段超限，如果判断持续时间较长，应关闭相应检测通道的超限判断。其它干扰对于采用图像处理轨道检测系统，因挂纸、泥沙雪等干扰引起激光和检测图像不正常，检测波形产生异常，这种情况为表现单侧钢轨不平顺出现异常。检测梁松动也是常发生的设备故障，这种故障引起的超高和曲率变化较明显，高低和轨向因滤波常常不易觉察。检查——依据确定的评价指标，在一定程度范围内检测，评价轨道状态和养护水平计划——根据不同等级线路提出的安全度和舒适度要求，提出恢复到设计状态所需要进行的维修保养计划分析——提供轮轨关系在行车、科研、养路等方面的原始数据并进行整理分析，用以加强科学管理，提高养路水平轨道检测车的任务铁道部基础设施检测中心轨道检测车，应根据铁道部运输局的安排，对容许速度大于120km/h的线路及其他主要繁忙干线进行定期检查。铁路局轨道检测车，对容许速度大于120km/h的线路每月检查不少于2遍（含铁道部基础设施检测中心轨道检测车检查），对于年通过总重不小于80Mt·km/km的正线15～30天检查一遍，对于年总重为25～80Mt·km/km以内的正线每月检查1遍，对于年通过总重小于25Mt·km/km的正线每季度检查一遍，对状态较差的线路，可以适当增加检查遍数。轨道检测车的检测周期——根据运量和线路状态确定轨道检测车挂在旅客列车尾部，并尽可能挂快车检查，由行车部门负责办理甩挂工作，没有旅客列车的线路，用单机牵引检查，牵引办法按规定办理.轨道检测车的整备工作同旅客列车规定，由有关部门负责。走行部分的检查，如加挂在列车上时，由本上列检负责；如由单机牵引时，由列检所负责。为了保持轨道检查车各项检测装置的性能准确，可挂单机试运行，校队检查机械；必要时，可以将所有的轨道检测车连挂在一起，互相对照。轨道检测车检查时，铁路局、工务段应派员添乘；如检查出严重不良处所，应立即通知辖区迅速整修。为了适应提速、重载运输的发展需要，提高轨道的平顺性，减少车辆振动和轮轨作用力，延长轨道和车辆的养护周期及使用寿命，降低轨道养护维修费用，提速干线轨道不平顺状态管理，应采用一些特殊的管理措施。轨道检测车的检查办法多功能安全综合检测车简介多功能安全综合检测车是高速铁路配备的专用检测车。其功能是测量轨道几何状态、轴箱构架和车体加速度、钢轨表面状态、接触网以及轮轨作用力、无线通信、信号等项目。线路地貌监测系统和GPS系统作为辅助系统，协助检测人员对检测项目进行定位和分析。同时，能够实现综合检测列车各检测系统间的位置与地面高程同步，并实现自动修正里程。各检测系统的检测数据都能够传输到指挥控制中心。一、综合检测列车的发展概况•目前我国铁路共有三列综合检测列车。本章主要以0号高速综合检测列车为例进行介绍。CRH2-010A过渡综合检测列车CRH2-061C过渡综合检测列车0号高速综合检测列车动车组型式四方股份CRH2动车组四方股份CRH2动车组长客股份CRH5动车组检测速度200~250km/h300~350km/h250km/h检测项目轨检系统缺轨距和轨向，无GSM-R检测能力轨检系统缺轨距和轨向齐全二、综合检测列车的组成•综合检测列车由5动3拖、两个动力单元编组而成，包括通信信号检测车、会议车、接触网检测车、数据综合处理车、轨道检测车、生活车、办公车和信号检测车各1辆。图6-1我国0号高速综合检测列车编组图第五部分线路病害波形图特征动检车轨距系统死机情况检测系统问题-镟轮前后对比