轨检车波形图分析及应用大全从零开始

总则轨道检查车（以下简称轨检车）是检查轨道状态，查找轨道病害，评定线路动态质量，指导线路维修的动态检查设备，其作用是通过检查了解和掌握线路局部不平顺（峰值管理）、线路区段整体不平顺（均值管理）的动态质量，对线路养护维修工作进行指导，实现轨道科学管理。轨检车检测的项目轨道几何参数:左高低、右高低、左轨向、右轨向、水平、轨距、三角坑、超高、曲率以及长波轨道不平顺；车体响应参数：车体横向加速度、车体垂向加速度；辅助评价参数：轨道质量指数、各单项轨道质量指数波形显示软件是用于运行过程中实时显示或者事后回放波形的软件，并能进行波形的的对比、测量、实时打印等。其波形参数包括轨距、轨距变化率、70米高低、70米轨向、曲率、曲率变化率、左史轨向、左史高低、超高、三角坑、ALD、水平加速度、垂直加速度等，还可以自己调整。整个界面分为（A）波形显示区、（B）参数显示区和公里显示区（C）如图所示：高低：钢轨顶面沿轨道延长垂向凹凸不平顺。高低的检测原理：高低是指钢轨顶面纵向起伏变化。GJ-4型轨检车采用惯性基准的原理测量轨道变化的实际波型，得到高低变化的空间曲线，数据采集处理系统实时采集数据的间隔距离为0.305m,同时可换算成5米、10米、20米或其它弦长之测量法测量。测量高低的传感器除了测量曲率、水平外，另外还有2个垂直加速度计。通过车体位移，计算出轨面相对惯性空间的位移变化，进行必要的处理，得到高低数值。监测范围±60mm，误差为±1.5mm。高低摸拟弦长18.6米。水平：同一横截面上左右轨顶面相对在水平面的高度差，但不含曲线上按规定设置的超高值及超高顺坡量。超高：同一横截面上左右轨顶面相对在水平面的高度差水平的检测原理：水平为轨道同一横断面内钢轨顶面之高差，曲线水平称为超高。GJ-4型轨检车采用补偿加速度系统测量水平，利用补偿加速度系统测量车体对地垂线滚动角，利用位移计测量车体与轨道相对滚动角，二者结合计算出轨道倾角。利用两轨道中心线间距(1500mm)计算出水平值。监测范围±200mm，误差±1.5mm。轨向：钢轨内侧轨距点垂直于轨道方向偏离轨距点平均位置的偏差，分左右轨向。轨向也称作方向。方向的检测原理：方向指钢轨内侧面轨距点沿轨道纵向水平位置的变化。利用左右股轨距测量装置所测的左右股轨距变化或位移，轨距点相对纵向轨迹—轨向。监测范围±100mm，误差±1.5mm。摸拟弦长18.6米。（扭曲）三角坑：左右两轨顶面用相距一定基长的水平的代数差表示，包括缓和曲线超高顺坡造成的扭曲量，轨检车基长取2.5米。扭曲（三角坑）的检测原理：扭曲反映了钢轨顶面的平面性。扭曲会使车轮抬高面悬空，使车辆产生3点支撑1点悬空，极易造成脱轨掉道。扭曲值h为：h=（a-b）-（c-d）h=△h1-△h2。△h1为轨道横断面I—I的水平值，△h2为轨道断面Ⅱ--Ⅱ的水平值，△h1-△h2为基长L（断面I—I与断面Ⅱ--Ⅱ之间距）时两轨道断面的水平差。水平已经测出，所以只要按规定基长取两断面水平差即可计算出扭曲值。三角坑基长可任意设定，如2.5米、5米、15米连续计算基长的扭曲值，轨检车检测系统基长定为2.4米。该值接近客车转向架（2.44m）的轮对轴距。基长可在18m内变换，监测范围±100mm，误差±1.5mm。轨距：两股钢轨轨面下16mm范围内，两股钢轨作用边之间的最小距离。曲率的检测原理：曲率为一定弦长曲线轨道（如30米）对应的圆心角a，即度/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、测量轨检车每通过30米后车体方向角的变化值，计算出轨检车通过30米后的相应圆心角的变化值，即曲率。曲率、曲率变化率是检测曲线圆顺度的波形通道。能正确判断曲线正矢连续差和曲线的圆顺度。曲率变化率的波形通道有突变，正矢肯定不好。70m高低：70m范围内钢轨顶面沿轨道延长垂向凹凸不平顺。1.5~70m是长波高低和轨向不平顺随机信号所包含的波长范围以往轨检车检测输出和评价的高低和轨向波长范围是1.5~42m。对于160km/h以下线路1.5~42m波长范围的高低和轨向不平顺足以反映影响行车安全和舒适性。但160km/h以上是1.5~42m波长范围的高低和轨向不平顺主要反映影响行车安全，考虑舒适性必须而需重点考虑1.5~70m波长范围的高低和轨向不平顺。轨距变化率：由相隔2.5米的两点实际测量的轨距差除以米得到（车轴定距）,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。横加变化率：由相隔18米的两点实际测量的横向加速度差除以18米得到（车辆定距离）。曲率变化率：由相隔18米的两点实际测量的曲率差除以18米得到（车辆定距离）。曲率是以列车走行的单位距离轨道的方向角的变化表示。轨检车检测性能应了解的内容：用轨检车对轨道进行动态检测，掌握线路在列车实际动载作用下、轨道几何尺寸偏差与相关的各项参数（曲线要素、区段总结报告、公里总结报告）及相应的轨道质量指数（各种偏差的加权平均值、TQI是了解掌握线路区段整体不平顺、是均值管理的考核内容）。轨检车检测项目正负号定义：轨检车检测项目正负号定义：轨检车正向：检测梁位于轨检车二位端，定义二位端至一位端方向为轨检车正向，轨检车行使方向不轨检车正向一致时为正向检测，反之为反向检测。轨距（偏差）正负：实际轨距大于标准轨距时轨距偏差为正，反之为负；高低正负：高低向上为正，向下为负；轨向正负：顺轨检车正向，轨向向左为正，向右为负；水平正负：顺轨检车正向，左轨高为正，反之为负；曲率正负：顺轨检车正向，右拐曲线曲率为正，左拐曲线曲率为负；车体水平加速度：平行车体地板，垂直于轨道方向，顺轨检车正向，向左为正；车体垂向加速度：垂直于车体地板，向上为正；轨道地面标志(ALD)轨道上的道岔、道口、桥梁、轨距拉杆、公里标等设备含有的金属部件，轨检车可用安装于轨距吊梁中部的电涡流传感器检测到，根据检测返回的信号的不同，区分设备类型，把它标在里程图上，就可以方便准确地找出病害的位置。道岔标志：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（直向通过道岔）或连接部分直股连接钢轨（侧向通过道岔）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。百米标、公里标、电容枕、桥梁标志桥梁标志：轨检车通过桥时，安装在轨检梁上的ALD传感器在通过桥两头护轨梭头时产生感应产生一对高电压信号并且当ALD传感器偏离轨检梁中心较大时ALD还能感应到桥梁护轨产生高电压信号。护轨处ALD信号波动是由于检测梁随转向架横向摆动引起ALD与护轨距离变化产生的。现在许多新建桥梁无护轨，这时桥梁位置较难识别。桥头常见的轨道不平顺超限是路桥过渡段不均匀下沉产生的高低超限，特别是长波长高低不平顺超限。道口标志：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。电容枕信号特征：当ALD传感器通过电容枕时产生感应，产生高电压信号，但持续时间较短，当ALD增益调节恰好当时能检测到电容智能位置。电容枕一般等间距布置，根据电容枕位置也可以确定轨道病害确切位置。曲线曲率超高特征：根据病害相对于曲线距离确定轨道病害位置。按列车行驶方向曲线分左右曲线，右曲线超高曲率均为正，即左轨高。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(如GJ_5型轨检车)，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会出现尖刺，此时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。轨检车侧向低速通过道岔导曲线时，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，如图所示。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，同时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检测结果报告表：GJ-5型和GJ-4型轨检车提供IIC文件包括：一、二、三、四级超限报告表，区段总结报告、每公里扣分、曲线报告、TQI等数据。轨检车提供一、二、三、四级超限报告表：图中有超限地点、超限类型、超限峰值、长度、速度（km/h）、线形（直/缓/圆）、级别。检测标准：一级超限，每处扣1分；二级超限，每处扣5分；三级超限，每处扣100分；四级超限，每处扣301分。轨道质量指数报告表（TQI）：本系统以每200m为一检查区段，计算高低(左、右)、轨向(左、右)、轨距、水平、三角坑七项几何参数均方差，它们的和为轨道质量指数(简称TQI)，车体垂直振动加速度、车体水平振动加速度的均方差为参考指标。当某区段质量指数大于该限界值时，TQI值后面打印“!”符号，以此作为该200m区段超限值警告。轨道质量指数代表着某一区段轨道的整体质量，它不受检测标准和速度的影响，更能反映轨道的实际状态，作为衡量轨道质量的指标比扣分法更科学、更合理。运用轨道质量指数使不同等级线路，不同检测标准的轨道质量具有可比性。路局、站段可用它定性评价某一设备管理单位以及某条线轨道质量的控制水平，指导线路综合养护。轨道质量指数是轨道质量的综合反映，这一特性决定了它指导现场不是单一撬病害、单一项目的养护，而是对某一区段(通常200m)的综合养护。确定综合养护管理限界值目前《铁路线路维修规则》所定的轨道质量指数管理限界值（V≤100为15，100＜V≤120为14，120＜V≤160为11，160＜V＜200为9，200≤V≤250为8，300≤V≤350为5）由于各铁路局、各条线路轨道结构、运输条件以及养护水平的不同，其值可以有所不同。综合养护管理限界值的确定，可在铁道部所定15.0的基础上，根据本单位管内各因素的变化情况及合理的修程工作量加以修定。运用轨道质量指数指导综合根据轨道质量指数值确定综合养护地点轨道质量指数高的地段有相当比例是在道岔区，因此要对超过轨道质量指数管理限界值的地段进行核查，确定需要综合养护的地点。根据轨道质量指数分项指标确定综合养护的方法某一区段(通常为200m)轨道质量指数由七项单项指数组成，即左高低、右高低、左轨向、右轨向、轨距、水平、三角坑，因此在养护前应分析轨道质量指数分项指数。若该区段大部分单项指数均较高，则对该区段需进行全项目的养护；若该区段仅有某一项戒两项指数较高(如高低不良)，则只需对高低进行综合养护，如全起全捣。公里小结报告表：汇总表中包含各检查项目超限病害级数、每级病害个数、每项扣分数所占百分比、平均每公里扣分数及每级别病害总扣分数都在该表中反映。报表说明：平均每公里一、二、三、四级超限的数量：如果平均每公里一、二级超限的数量较多，则说明轨道几何状态较差，日后的养护工作应以轨面养护为主；如果没有三、四级超限，平均0每公里二级超限也很少，则说明轨道几何状态控制较好，日后的养护工作应以结构养护为主，控制作业质量。超限病害的查找:利用轨道状态波形图查找超限病害，根据所查线路检测标准，结合公里小结表，按病害超限三级、二级、一级的顺序在波形图上相应检测项目通道上点圈出来，并确定超限具体里程，根据线型和附近的地面标志查找到病害的准确位置。利用特征点查找病害的准确位置:利用轨道状态波形图提供的公里标、道岔、道口、桥梁、超高、曲