动态检查

轨道动态检查及病害整治轨道动态检查是铁路轨道检查病害、指导养护维修、保障行车安全的重要手段。目前，高速线路轨道动态检查以综合检测车(动检车)、轨检车、车载仪及便携式添乘仪等检测设备为主。轨检车检查项目及原理1.检测原理及项目检测原理：我国GJ-3、GJ-4、GJ-5等形式轨检车的高低和轨向检测项目均采用惯性基准测量方法。检测项目主要包括：轨道几何参数、车体加速度参数、钢轨断面参数等。2.轨道几何参数轨距：在轨道同一横截面、钢轨顶面以下16mm处、左右两根钢轨之间的最小内侧距相对于标准轨距值1435mm的偏差。高低：指轨道沿钢轨长度方向，在垂向上的凸凹不平顺。轨向：指轨顶内侧面沿长度方向的横向凸凹不平顺。水平：即轨道同一横截面上左右两轨顶面的相对高差。（曲线上是指扣除正常超高值的偏差部分；直线上是指扣除一侧钢轨均匀抬高值后的偏差值。）三角坑：左右两轨顶面相对于轨道平面的扭曲。用相隔一定距离的两个横截面水平幅值的代数差度量。“一定距离”指“车辆的轴距或心盘距”3.各种轨道不平顺的主要影响4.高低、水平、轨距示意图5.超高示意图6.曲率示意图曲率测量定义为一定弦长的曲线轨道（如30m）对应之园心角θ（度/30米）。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30米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30米曲线后的相应圆心角θ变化值。7.三角坑示意图ⅠⅠⅡhcdba三角坑反映了轨顶的平面性。若轨顶abcd四点不在一个平面上，c点到abd三点组成平面的垂直距离h为扭曲。三角坑使车辆产生三点支撑一点悬空，特别是当列车从圆曲线向缓和曲线运行时，由于超高顺坡不良引起的三角坑，易造成轮重减载，发生脱轨掉道事故。应引起高度重视和重点监控。8.车体加速度示意图车体振动加速度(垂向、横向加速度)车体振动加速度是一种或多种轨道不平顺引起的车辆综合响应，振动加速度的大小与人的舒适性感觉和行车安全都有密切关系。由于车体振动加速度不能区分是有何种轨道不平顺引起的，并且同一幅值和波长的轨道不平顺，在不同行车速度时引起的车体振动加速度大不相同，因此车体振动加速度不能用确切地定量评定轨道的平顺状态。车体加速度检测的重要性：众所周知，轨道不平顺引起车辆振动，车辆振动又与轨道不平顺的幅值、波长、不平顺种类、不平顺的分布有关。因而车辆振动是对轨道综合质量状态的反映。车辆振动对行车安全具有直接影响，车体垂直振动所产生的附加力时上时下，附加力向下加重轨道负荷，易加剧轨道状态恶化和部件损坏。附加力向上引起车轮减载，易产生脱轨事故。车辆振动对旅客乘座舒适也具有较大影响，车体横向振动会加剧轮轨横向作用力，同时会造成车体蛇行运动。影响车体加速度测量的因素：轨道不平顺引起车体的不良反映（滚动、摇摆、振动等）；车体垂向、横向加速度是对高低、水平、轨向、三角坑等不平顺项目的综合反映；轴箱加速度是对轨道短波（波磨、表面擦伤、接头、钢轨剥离等）不平顺项目的综合反映；车体加速度测量还与列车运行速度有着必然的联系。9.复合不平顺管理标准复合不平顺复合不平顺是由轨向不平顺和水平不平顺复合而成，复合不平顺是派生项目。当方向不平顺引起的车辆横向力和水平不平顺引起的车辆横向力作用方向一致时，对列车运行安全极为不利。复合不平顺的计算如下：复合不平顺＝|x-1.5y|，式中x---方向不平顺值，y---水平不平顺值。综合检测车(动检车)要确切掌握对高速行车有重要影响的轨道不平顺，轨道检查车等检测设备的性能必须满足高速条件下的要求。㈠对高速铁路轨道平顺状态检测设备的基本要求1.可测波长范围高速行车条件下长波不平顺的影响已变得不可忽视，因此高速轨检车的可测波长必须增大。需要检测的波长可根据客车车主振频率和行车速度确定。高速客车车体主振频率多在1HＺ左右，300km/h时易引起车体谐振，使舒适性恶化的波长约为80m，因此要求把高速铁路轨道不平顺波长的监控管理范围延长到80-100m。2.分辨精度高速行车条件下，幅值微小的轨面短波不平顺能使轮轨间产生很大的冲击力，因此要求测量短波不平顺的分辨精度应不低于0.1mm。对于波长在1m以上的中长波轨道不平顺，分辨精度一般都规定为1m。㈡轨道检查车与综合检测车的检测项目区别轨道检查车检测基本类同，轨道几何参数包括轨道高低、轨向、水平(超高)、三角坑(扭曲)等。为弥补复合不平顺的检测，确保行车安全，通过测量客车车体垂向和横向振动加速度监控评价轨道的平顺性。综合检测车(动检车)在此基础上，增加了对长波不平顺(70米波长高低、轨向检测)、轮轨作用力(动力学指标)、三率(曲率变化率、轨距变化率、横加变化率)等项目的检测。㈢综合检测车轨道几何状态检测⑴轨距是指两股钢轨轨头顶面下16mm范围内两钢轨作用边之间的最小距离。轨距标准值为1435mm。测量范围为-5~+50mm,精度为±0.5mm，分辨率为0.2mm。⑵轨向是指钢轨内侧沿长方向的凹凸不平顺。轨向测量选择两种波长的空间曲线，即(1.5~25m)、(25~70m)。⑶高低是指钢轨顶面沿长方向的垂向凹凸不平顺。高低测量选择两种波长的空间曲线，即(1.5~25m)、(25~70m)。⑷水平和超高都是同一横断面上左右轨顶面相对所在水平面的高度差，但水平不含曲线上按规定设置的超高值及超高顺坡量，水平由超高计算得出。水平和超高测量范围为±225mm,精确度为±1.5mm，分辨率为0.5mm。⑸三角坑(扭曲)是指左右两轨顶面相对轨道平面的扭曲，用相距一定基长水平的代数差表示。三角坑包含缓和曲线超高顺坡造成的扭曲量。三角坑测量范围为±200mm，精确度为±1.5mm(基长2.5m)或±3mm(基长5m和18m),分辨率为0.5mm。⑹复合不平顺是指轨向不平顺值与轨道动态水平值的逆相加权和。其计算式如下：复合不平顺=|x-ky|式中x—轨向不平顺值；Y—水平不平顺值；K—系数，初期可选为1.5。⑺曲率曲率定义为一定弦长的曲线轨道（取30m）对应的圆心角θ。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（直线亦是如此），测量轨检车每通过30m后车体方向角的变化值，同时测量出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的变化值，即曲率。⑻动力学指标(轮轨作用力)运行的列车与轨道组成一个共同的力学系统，它们紧密地联系在一起，并且相互作用。检测轮轨相互作用力不仅为机车车辆和轨道的维修提供依据，更重要的是判断列车是否有可能脱轨掉道，对保障列车运行安全非常重要。车轮作用于钢轨的垂直力为p,横向力为Q。轨道检查车在运行中连续测量p和Q。根据p和Q测值计算出“脱轨系数(Q/p)”和“减载率(Δp/P)”两个重要参数。当检测的“脱轨系数”和“减载率”值大于规定值时，意味着列车有可能脱轨掉道，危及行车安全。如：2006年10月31日第六次大提速牵引试验中，京广上行线武汉局有7处超过限值(脱轨系数2处、减载率4处、轮轴横向力1处)，其中4处减载率超限在提速区段，其现场复查状况如下：k839+315减载率0.81g，速度199.3km/h,现场检查在K839+316绝缘接头处2米范围内存在有对股6mm高低病害。K903+209减载率0.81g，速度200.4km/h，现场检查在+204米存在暗坑病害(确山站10#岔后长岔枕处西股5块有5mm暗坑)。K859+145减载率0.81g，速度199.4km/h，现场检查在+157米处2米范围内存在有3mm方向，同时在+155米处存在3mm三角坑病害(每间隔一根枕测量水平为0、1、2、2、3、2mm)。K939+516减载率0.86g，速度199.1km/h，现场检查存在连续小碎弯及3mm三角坑病害。注：该处减载率在分析中因当时不清楚造成原因，现场分析仅考虑几何尺寸超限，分析结果是不正确。2008年部动检车检测中，信阳工务段高速区段检测动力学指标超限计6处。分别是：2月20日上行883.345轮重减载率0.81g,速度206km/h，该处超限在驻马店南岔区，主要原因是超标焊道造成(焊道高)；2月29日上行820.735轮重减载率0.81g,速度151km/h，该处超限在新场南岔区，主要原因是小高低病害造成；3月18日下行853.317轮重减载率0.86g,时速243km/h；该处超限在焦庄北岔，主要原因是小高低病害造成；3月30日上行944.784轮轴横向力50.07,时速200km/h；该处超限在圆曲线内，主要原因是圆曲线正矢连续差不良造成；5月20日上行838.962轮重减载率0.85g,时速250.1km/h；该处超限在西平北岔区，主要原因是小高低及超标焊道造成；8月29日下行1040.054轮重减载率0.84g,时速204km/h；该处超限主要是暗坑造成。轨距变化率及横加变化率轨距变化率是指在一定距离范围内，因顺坡递减不良造成的轨距忽大忽小病害。横加变化率主要是因轨向顺坡率不良引起横向加速度所产生的病害。轨检车资料应用1、图表的识别（1）轨道状态波形图轨道状态波形图是轨检车提供的重要检测资料之一，能够直观地反映出各主要检测项目超限幅值的大小及病害分布的状况。波形图上方印有即时检测时间，轨检车车号，走纸比例为1：2500，即波形图走纸400mm，相当于地面实际距离1km，或者说，10mm的图幅走行距离相当于地面25m钢轨长度。除轨距项目外，各检测项目波形的“0”位均在通道中心线上，轨距“0”位在该通道中心线下方10mm处，即中线为1445mm。水平正负：顺轨检车正向，左轨高为正，反之为负；高低向上凸出为正；轨向向左凸出（列车前进方向）为正。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。波形识别(直向过岔)波形识别(侧向过岔)波形识别(侧向超限)波形识别(地面标志物)波形识别(地面标志物)波形识别(地面标志物)波形识别(地面标志物)波形识别(曲线)波形识别(岔区超限)波形识别(异常)波形识别（辅助判断）波形识别（阳光干扰）波形识别（设备故障）波形识别（设备故障）波形识别（设备挂物）左、右高低检测项目波形，最大记录幅值为正负25mm，比例为1：1。当检测速度小于15KM/H时，无高低波形图输出。左、右轨向检测项目波形，最大记录幅值为正负25mm，比例为1：1。当检测速度小于24KM/H时，无轨向检测波形输出。水平（超高）检测项目波形，最大记录幅值为正负150mm，比例为1：6。三角坑检测项目波形，最大记录幅值为正负25mm，比例为1：1。轨距检测项目波形，最大记录幅值为正35mm，负15mm，比例为1：1。（2）检测结果报告表轨检车提供Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级超限报告表、曲线摘要报告表、公里小结报告表、区段总结报告表、轨道质量指数(TQI)报告表。2.超限病害的查找⑴利用轨道状态波形图查找根据所查线路检测标准，结合公里小结表，按病害超限Ⅲ级、Ⅱ级、Ⅰ级的顺序在波形图上相应检测项目通道上标识出来，并确定超限具体里程。项目υmax160km／h正线160km／h≥υmax120km／h正线υmax≤120km／h正线I级Ⅱ级Ⅲ级Ⅳ级I级Ⅱ级Ⅲ级Ⅳ级I级Ⅱ级Ⅲ级Ⅳ级轨距(mm)+4—3+8—4+12—6+15—8+6—4+10—7+15一8+20—10+8－6+12—8+20一10+24—12水平(mm)58121461014188121822高低(mm)58121561015208122024轨向(mm)5710125812168101620扭曲(三角坑)(mm)(基线2.4m)469125812148101416车体垂向加速度(g)O.10O.15O.20O.25O.10