軌道動態(tài)檢測

武漢鐵路局軌道動態(tài)檢測講座講演人：徐國明2009年10月一.軌道不平順及對動態(tài)檢測的要求軌道不平順是指軌道的幾何形狀、尺寸和空間位置相對其正常狀態(tài)的偏差。凡是直線軌道不平、不直，對軌道中心線位置和高度、寬度正確尺寸的偏差；曲線軌道不圓順，偏離正確的曲線中心線位置或正確的超高、軌距及順坡變化數(shù)值，通稱軌道不平順。軌道不平順根據(jù)對機(jī)車車輛激擾作用的方向，可分為垂向、橫向和垂向、橫向復(fù)合（簡稱復(fù)合）三類。（一）軌道不平順波長特征軌道不平順包含許多不同的波長成分，波長范圍很寬，0.01～200m波長的不平順均常見。波長1m以下的軌面短波不平順幅值很小，多在0.1～2m，主要是由鋼軌接頭焊縫、不均勻磨耗、軌頭擦傷、剝離掉塊、波浪和波紋磨耗以及軌枕間距等因素形成。波長1m～3.5m范圍的波長成分，主要是鋼軌在軋制過程中形成的周期性成分和波浪形磨耗。波長在3～30m波段主要由道床路基的殘余變形不均勻，道床彈性、密實(shí)度不均，各部件間隙不等，接頭或焊頭形成的以軌長為基波的復(fù)雜周期波成分，以及橋涵、道口等軌道剛度變化和中、小跨度橋梁的動擾度、折角等形成。30~150m的波段多由路基工后沉降不均、路基施工的高程偏差、跨度較大的橋梁動擾度等構(gòu)成。更長的長波多為地形起伏、線路坡度變化形成。所以，按軌道不平順的波長特征，可分為短波、中波、長波不平順三種；又可分為周期性和非周期性兩種波長3～30m波長非周期性、高低、軌向、三角坑、水平、軌距等不平順的波長多在這一范圍內(nèi)。（二）.各種不平順對行車安全的影響高低不平順：嚴(yán)重的高低不平順將引起車輛劇烈地點(diǎn)頭和浮沉振動，會使車輪大幅度減載，甚至懸浮，在曲線或方向不良區(qū)段運(yùn)行時，高低不平順引起的車輪懸浮可能導(dǎo)致脫軌。如果嚴(yán)重減載的車輪上同時又有很大的側(cè)向力作用，脫軌可能性更大。水平不平順：水平不平順，使車輛產(chǎn)生側(cè)滾振動，導(dǎo)致一側(cè)車輪增載，一側(cè)減載。扭曲不平順（三角坑）：扭曲不平順，即我們常說的三角坑，將使轉(zhuǎn)向架出現(xiàn)三輪支承一輪減載甚至懸浮的危險情況，歐洲和我國剛度較大的貨車在曲線圓緩點(diǎn)去的脫軌事故大多與軌道扭曲不平順有關(guān)。無論曲線和直線上嚴(yán)重的局部扭曲不平順都可能引起車輛劇烈的側(cè)滾和側(cè)擺振動，導(dǎo)致脫軌。方向不平順：嚴(yán)重的方向不平順引起的過大的車輪側(cè)向力和車軸側(cè)向力，可能使軌枕、扣件不良地段的鋼軌傾翻或軌排橫移，造成列車脫軌。過大的側(cè)向力也往往使脫軌系數(shù)增大，引起車輪爬軌掉道。連續(xù)的方向水平逆向復(fù)合不平順：連續(xù)的方向水平逆向復(fù)合不平順，對行車安全的威脅最大，根據(jù)日本的研究，是造成日本貨車脫軌的主要原因之一，對方向水平復(fù)合不平順嚴(yán)格管理以后，日本的貨車脫軌事故便大幅度減少。軌距不平順：軌距偏差過大，會出現(xiàn)車輪掉道或卡軌。我國和部分國家的傳統(tǒng)觀念認(rèn)為即使軌距尚未擴(kuò)大到會使車輪掉道的程度，如果車輛錐行踏面的大坡度段（1：10）已進(jìn)入軌頂內(nèi)側(cè)圓弧以內(nèi)，仍應(yīng)避免。這是因?yàn)樾倍容^大的車輪踏面將使鋼軌遭受額外增加的水平推力。曲線頭尾的幾何偏差：曲線頭尾的幾何偏差，往往是列車曲線脫軌的重要原因，這種幾何偏差，實(shí)質(zhì)上是一種軌道超高和曲率不匹配的復(fù)合不平順，當(dāng)然也會影響列車安全。二.軌檢車動態(tài)檢查目前世界各國用來測量高低、軌向不平順的方法可歸納為弦測法和慣性基準(zhǔn)法兩大類目前國內(nèi)外的輕型軌檢小車大都采用弦測法中的三點(diǎn)中弦法我局軌檢車采用的是慣性基準(zhǔn)法測量軌道不平順

目前，我局共有軌道檢查車2輛：WX999249、WX999290；檢測設(shè)備從美國Imagemap公司進(jìn)口，采用線型激光光源、攝像機(jī)、圖像處理系統(tǒng)，通過對鋼軌斷面輪廓圖像的測量獲得軌距、軌向等測量值，是繼Ⅲ型、Ⅳ型車以來，第一次采用的基于網(wǎng)絡(luò)平臺的非接觸式測量系統(tǒng)。（一）.軌檢車的車體和檢測設(shè)備的基本機(jī)構(gòu)1．車上大致情況WX999249、WX999290軌道檢查車車體均由南京浦鎮(zhèn)廠生產(chǎn)的25T型車體，車上包括會議室、儀表室、休息室、廚房、衛(wèi)生間，有集便器、冰箱、洗衣機(jī)、微波爐等生活設(shè)備。2．檢測設(shè)備基本結(jié)構(gòu)軌道檢查系統(tǒng)即Laserail斷面和幾何測量系統(tǒng)（LPGMS），能實(shí)時提供鋼軌斷面和軌道幾何精確和可靠的測量，主要包括如下3個主要部分：·非接觸測量總成；·VME計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；·通用幾何Windows軟件。VME計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安裝在軌檢車?yán)铮墙佑|測量總成安裝在與轉(zhuǎn)向架相連的測量梁中。測量梁中傳感器數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)字化后發(fā)送到VME計(jì)算機(jī)的幾何CPU，然后進(jìn)行合成和濾波處理，得到軌道幾何數(shù)據(jù)，在檢查車?yán)锏墓ぷ髡旧线\(yùn)行通用幾何軟件，可以實(shí)時顯示軌道幾何波形、進(jìn)行超限判斷、數(shù)據(jù)庫存儲、超限編輯和報表打印等。

非接觸測量總成安裝在檢查車底下，如圖所示為實(shí)物圖，檢測設(shè)備攝像機(jī)組配置使用10個攝像機(jī)和4個激光器用于鋼軌斷面的非接觸測量，攝像機(jī)和激光器被固定安裝在車底下的封閉梁里。鋼軌內(nèi)、外兩側(cè)激光器發(fā)出一扇形光帶，垂直照射在鋼軌上，在鋼軌上形成一垂直斷面；同時，斷面和軌距攝像機(jī)捕捉到激光線的圖像，視頻圖像輸出到VMEbus計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，經(jīng)數(shù)字化后，擬合成完整的鋼軌斷面圖像，通過坐標(biāo)變換、合成和濾波處理等，得到軌道幾何數(shù)據(jù)和鋼軌斷面磨耗等。慣性測量包安裝在激光器/攝像機(jī)梁的中部，慣性測量包測量車輛轉(zhuǎn)向架的橫向和垂向加速度以及滾動和搖頭速率等。GJ-5型軌檢車可測項(xiàng)目：軌距、左右軌向（空間曲線或可變換成多種弦測值）、左右高低（空間曲線或可變換成多種弦測值）、水平（超高）、三角坑、曲率（弧度或半徑）、車體加速度、軌底坡（可選項(xiàng)）、鋼軌斷面（可選項(xiàng)）等。檢測項(xiàng)目精度范圍軌距±0.8mm1420~1480mm軌向（左右，波長≤30m）±1.0mm±100mm軌向（左右，波長≤50m）±2.0mm±100mm高低（左右，波長≤30m）±1.0mm±100mm高低（左右，波長≤50m）±2.0mm±100mm水平±1.5mm±50mm超高±1.5mm±220mm三角坑±1.5mm±100mm曲率1.2X10-4m-1車體加速度±0.01g±1g軌底坡±0.25deg鋼軌斷面（左右軌）±0.5mm技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：（二）.Ⅴ型車檢測原理該軌檢車采用梁結(jié)構(gòu)方式的慣性測量及攝像式的圖像測量原理，即慣性基準(zhǔn)與測量基準(zhǔn)被安裝在同一剛體內(nèi)。任何幾何量測量系統(tǒng)的基礎(chǔ)都是對坐標(biāo)系的明確定義，以及在這個坐標(biāo)系下的各種變換和各被測量之間的關(guān)系。如下圖為坐標(biāo)系的幾何定義：如圖所示：圖中采用右手坐標(biāo)系，各參數(shù)定義如下；

x軸指向頁面的里面為正，表示車體的行進(jìn)方向；

y軸指向向右的水平方向?yàn)檎?/p>

z軸指向向下的垂直方向?yàn)檎?/p>

角j表示航向偏角，正值為由x軸方向轉(zhuǎn)向y軸方向，即向右偏轉(zhuǎn)；

角J表示滾動的偏角，正值表示y軸方向向z軸方向旋轉(zhuǎn)，即左軌抬高；

角y表示傾斜角的偏差，正值表示x軸向z軸方向旋轉(zhuǎn)，即坡度角；測量基準(zhǔn)（軌檢梁剛體）與鋼軌及慣性系統(tǒng)的相互位置關(guān)系定義如下：gL左軌軌距點(diǎn)相對測量基準(zhǔn)的偏移；gR 右軌軌距點(diǎn)相對測量基準(zhǔn)的偏移；dL 左軌踏面頂點(diǎn)相對測量基準(zhǔn)的偏移；dR 右軌踏面頂點(diǎn)相對測量基準(zhǔn)的偏移；wx 軌檢梁的滾動角速率；wz 軌檢梁的搖頭角速率；ay 軌檢梁的橫向加速度及傾角；aL 軌檢梁的垂向加速度；G軌道踏面中點(diǎn)之間的標(biāo)準(zhǔn)距離，為1511mm；ht 慣性平臺相對于軌距測量線的垂直高度；AL 左側(cè)垂直加速度計(jì)安裝位置相對梁中心的距離；軌距軌距定義為左右兩根鋼軌頂面以下16mm點(diǎn)之間的最短距離.在激光斷面測量系統(tǒng)中是通過計(jì)算左右鋼軌頂面各點(diǎn)中具有最大的Y值點(diǎn)以下16mm處間的距離獲得的.目前要求新引進(jìn)軌道檢測系統(tǒng)檢測左右兩根鋼軌頂面以下16mm點(diǎn)之間的最短距離.軌距由左右鋼軌的軌距點(diǎn)相對于測量梁兩個固定點(diǎn)位移偏差的代數(shù)和而求得，即：其中K為測量梁兩個固定點(diǎn)的距離，如果測量梁為剛體，且攝像機(jī)的安裝位置及角度未發(fā)生變化，則為常數(shù)。該常數(shù)由靜態(tài)標(biāo)定確定。軌道不平順定義：軌向鋼軌內(nèi)側(cè)軌距點(diǎn)垂直于軌道方向偏離軌距點(diǎn)平均位置的偏差。分左右軌向兩種。軌向也稱作方向。軌向加速度計(jì)響應(yīng)：式中為軌距梁的中點(diǎn)，為軌距梁相對于地面的傾角；第一項(xiàng)為軌距梁橫向運(yùn)動所產(chǎn)生的加速度，正是我們想要的測量值；第二項(xiàng)為重力分量；第三項(xiàng)由于軌距梁側(cè)滾運(yùn)動所產(chǎn)生的加速度；則左右軌向?yàn)椋鹤筌壪颍?cos()-(+C);右軌向：=cos()+(+C);其中為軌向測量平面和軌距梁所在平面夾角，可由L和R計(jì)算獲得。對于安裝于構(gòu)架上的安全梁，軌向的測量平面和軌距梁所在平面并不平行；要將投影到軌向的測量平面，其投影為*cos()；則通過上述公式即可測得左右軌向。軌道不平順定義：高低鋼軌頂面垂直于軌道方向偏離鋼軌頂面平均位置的偏差。分左右高低兩種。

垂直加速度計(jì)的響應(yīng)：由于垂直加速度計(jì)安裝在梁的中間，因此AL=0，由該式積分可得到Zb，又由即可計(jì)算得到左右高低ZL、ZR。軌道不平順定義：水平、超高中國水平：同一軌道橫截面上左右鋼軌頂面所在水平面的高度差。不含圓曲線上設(shè)置的超高和緩和曲線上超高順坡量。UIC水平Ⅲ型軌檢車車相對水平超高：曲線地段外軌頂面與內(nèi)軌頂面設(shè)計(jì)水平高度之差。超高和水平測量方法通過測量軌道平面相對于水平面的傾角計(jì)算。該傾角等于檢測梁的傾角與梁相對于軌道平面傾角之差，即：檢測梁的傾角可由測滾陀螺和傾角儀（水平加速度）可計(jì)算得到。梁相對于軌道平面傾角由激光攝像系統(tǒng)計(jì)算得到。軌道不平順定義：三角坑軌道平面的扭曲，沿軌道方向前后兩水平代數(shù)差。也稱作扭曲曲率測量方法曲率是以列車走行的單位距離軌道的方向角的變化表示。即：由搖頭陀螺陀螺可以測量搖頭速率軌檢車檢測項(xiàng)目正號定義軌檢車正向：檢測梁位于軌檢車二位端，定義二位端至一位端方向?yàn)檐墮z車正向，軌檢車行使方向與軌檢車正向一致時為正向檢測，反之為反向檢測。軌距（偏差）正負(fù)：實(shí)際軌距大于標(biāo)準(zhǔn)軌距時軌距偏差為正，反之為負(fù)；高低正負(fù)：高低向上為正，向下為負(fù)；軌向正負(fù)：順軌檢車正向，軌向向左為正，向右為負(fù)；水平正負(fù)：順軌檢車正向，左軌高為正，反之為負(fù)；曲率正負(fù)：順軌檢車正向，右拐曲線曲率為正，左拐曲線曲率為負(fù)；車體水平加速度：平行車體地板，垂直于軌道方向，順軌檢車正向，向左為正；車體垂向加速度：垂直于車體地板，向上為正。

為適應(yīng)鐵路提速和重載不斷發(fā)展的需要，《鐵路線路修理規(guī)則》（鐵運(yùn)【2006】146號文）于2006年8月1日正式執(zhí)行。文中對軌道動態(tài)檢測標(biāo)準(zhǔn)按V≦120km/h、120km/h<V≦160km/h、V>160km/h劃分了四級管理值。缺乏速度≧200km/h以上等級干線管理標(biāo)準(zhǔn)，為適應(yīng)我國第六次既有線提速改造的需要，以及填補(bǔ)我國《鐵路線路修理規(guī)則》沒有針對既有線200～250km/h區(qū)段的養(yǎng)護(hù)維修辦法和各項(xiàng)檢測標(biāo)準(zhǔn)。鐵道部檢測中心受鐵道部委托，結(jié)合國外高速鐵路的成熟經(jīng)驗(yàn)以及現(xiàn)場積累的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，通過多年干線檢測數(shù)據(jù)的大量分析和研究，提出了針對既有線提速線路200～250km/h區(qū)段軌道動態(tài)檢測項(xiàng)目和管理標(biāo)準(zhǔn)，并以此為依據(jù)于2007年3月13日鐵道部印發(fā)《既有線提速200～250km/h線橋設(shè)備維修規(guī)則》（鐵運(yùn)【2007】44號）。文中對200和250km/h區(qū)段軌道動態(tài)管理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了明確，增加了提速區(qū)段高低、軌向、長波長、軌距變化率、曲率變化率和橫加變化率等管理項(xiàng)目。由此形成了V≦120km/h、120﹤V≦160km/h、160km/h<V<200km/h、200km/h≦V≦250km/h四個速度等級的軌道動態(tài)管理標(biāo)準(zhǔn)，后經(jīng)過軌檢車會議討論后形成新的軌道動態(tài)管理暫行試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。（三）.新增項(xiàng)目及動態(tài)檢測標(biāo)準(zhǔn)修訂表3軌道動態(tài)管理暫行試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目v≤120km/h120km/h＜V≤160km/h160km/h＜V＜200km/h200km/h≤V≤250km/hⅠ級Ⅱ級Ⅲ級Ⅳ級Ⅰ級Ⅱ級Ⅲ級Ⅳ級Ⅰ級Ⅱ級Ⅲ級Ⅳ級Ⅰ級Ⅱ級Ⅲ級Ⅳ級軌距(mm)+8-6+12-8+20-10+24-12+6-4+10-7+15-8+20-10+4-3+8-4+12-6+15-8+4-3+6-4+8-6+12-8水平(mm)81218226101418581214581013三角坑(基長2.5m)(mm)81014165812144691246810高低(mm)波長1.5～42m81220246101520581215581114軌向(mm)810162058121657101257810高低(mm)波長1.5～70m∕∕∕∕812∕∕610∕∕61015∕軌向(mm)∕∕∕∕810∕∕68∕∕6812∕車體垂向加速度(m/s2)1.01.52.02.51.01.52.02.51.01.52.02.51.01.52.02.5車體橫向加速度(m/s2)0.60.91.52.00.60.91.52.00.60.91.52.00.60.91.52.0軌距變化率(基長2.5m)(‰)2.02.5∕∕1.52.0∕∕1.21.5∕∕1.01.2∕∕曲率變化率(基長18m)(l/m/m×106)5.06.5∕∕3.04.0∕∕2.02.5∕∕1.22.0∕∕橫向加速度變化率（基長18m)(m/s2)1.03.0∕∕1.03.0∕∕1.03.0∕∕1.03.0∕∕注：根據(jù)目前各客運(yùn)專線需要，軌檢車檢測標(biāo)準(zhǔn)已有300~350km/h的標(biāo)準(zhǔn)，詳情請見動檢車軌檢部分。新增加的長波長高低、軌向和三個變化率指標(biāo)主要用于評價高速區(qū)段的列車運(yùn)行的安全性與乘坐舒適性。伴隨行車速度的不斷提高，對于行車安全有影響的軌道部平順波長范圍也隨之?dāng)U大。運(yùn)行速度從120提高到200～250公里/小時，需要控制的軌道部平順波長范圍也有30米擴(kuò)大到70米甚至120米，長波不平順對車體振動的影響更加重要，由此引發(fā)必須監(jiān)控和校正的波長范圍也大為增加。變化率室軌道不平順局部波形特征描述的方法之一，其反應(yīng)的是幅值的變化快慢，不同于單純的幅值大小。曲率變化率目前軌檢車是由相隔18m的兩點(diǎn)實(shí)際測量的曲率差除以18m計(jì)算得到。選擇18m主要考慮車輛定距和濾波。曲率可以通過測量20m正矢得到，簡化近似公式為：，C為曲率(1/m)，δ為20m正矢(mm)。曲率變化率靜態(tài)測量時，基長取20m，則曲率變化率為:。即弦長20m正矢變化為1mm時，曲率變化率為。這只是簡單計(jì)算，還要做些數(shù)據(jù)處理，消除測量誤差和不需要的成分。曲率變化率主要考慮直線段長波長軌向和曲線段曲線不圓順，是舒適性控制指標(biāo)?！ぁねǔＴ谇€的圓緩點(diǎn)和直緩點(diǎn)，曲率變化率較大，這是一個考察曲線圓順度的量，請看下圖：軌距變化率只要滿足列車通過條件連續(xù)不變軌距小軌距有利車輛動力性能。軌距檢測受標(biāo)定誤差影響，常產(chǎn)生檢測系統(tǒng)誤差。由相隔2.5m的兩點(diǎn)實(shí)際測量的軌距差除以2.5m得到。選擇2.5m主要考慮車輛軸距和濾波。軌距變化率直接影響輪軌接觸幾何，危機(jī)行車安全和舒適性。

軌距變化率橫向（水平）加速度變化率

由相隔18m的兩點(diǎn)實(shí)際測量的橫向加速度差除以18m走行時間。選擇18m主要考慮車輛定距和濾波。是舒適性控制指標(biāo)。橫加變化率受行車速度影響較大，以前只有1級超限，現(xiàn)在增加了2級超限項(xiàng)目在我們局Ⅴ型軌距車上，橫加變化率不能在波形圖上顯示，由另外的程序?qū)霐?shù)據(jù)庫中，再跟其他項(xiàng)目一起匯總。(1.5~70m)長波高低和軌向不平順

1.5~70m是長波高低和軌向不平順隨機(jī)信號所包含的波長范圍。以往軌檢車檢測輸出和評價的高低和軌向波長范圍是1.5~42m。對于160km/h以下線路1.5~42m波長范圍的高低和軌向不平順足以反映影響行車安全和舒適性。但160km/h以上是1.5~42m波長范圍的高低和軌向不平順主要反映影響行車安全，考慮舒適性必須而且重點(diǎn)考慮1.5~70m波長范圍的高低和軌向不平順。波長0～70米高低波長0～70米軌向（四）.軌檢車的軌道狀態(tài)均值管理在評價線路質(zhì)量方面，峰值管理方式具有一定的偏面性和懲罰性。采用先進(jìn)的軌道檢測技術(shù)進(jìn)行動態(tài)檢測的國家，多數(shù)采用均值或類似均值管理的方式評價線路整體區(qū)段的質(zhì)量。如英國采用均方差管理，日本采用P值管理，法國、德國等發(fā)達(dá)國家也采用均值管理的方式，有針對性的做好預(yù)防性維修。我國采用的軌道質(zhì)量指數(shù)實(shí)質(zhì)上就是采用均方差方法的統(tǒng)計(jì)值。1.鐵道部運(yùn)輸局文件------

關(guān)于印發(fā)《既有線軌道不平順質(zhì)量指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)及管理暫行辦法》的通知軌道不平順質(zhì)量指數(shù)（TrackQualityIndex）簡稱TQI，是一種采用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法描述區(qū)段軌道整體質(zhì)量狀態(tài)的綜合指標(biāo)和評價方法。運(yùn)用TQI評價和管理軌道狀態(tài)，是對單一幅值扣分評判軌道質(zhì)量方法的補(bǔ)充，提高軌道檢測數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用水平，為科學(xué)制定線路維修計(jì)劃，保證軌道狀態(tài)的均衡發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。TQI的物理含義：TQI是高低、軌向、水平和三角坑的動態(tài)檢測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，該值的大小與軌道狀態(tài)平順性密切相關(guān)，表明200m區(qū)段軌道狀態(tài)離散的程度，即數(shù)值越大表明軌道的平順程度越差、波動性也越大。各單項(xiàng)軌道不平順的統(tǒng)計(jì)值同樣也反映出該項(xiàng)軌道狀態(tài)的平順程度。TQI的計(jì)算方法TQI值是左高低、右高低、左軌向、右軌向、軌距、水平和三角坑等七項(xiàng)幾何不平順在200m區(qū)段的標(biāo)準(zhǔn)差之和。式1式2式3各項(xiàng)幾何偏差的標(biāo)準(zhǔn)差；i=1，2…，7；分別為：左高低、右高低、左軌向、右軌向、軌距、水平、三角坑等；指在200m單元區(qū)段中各項(xiàng)幾何偏差的幅值，j=1，2，…，n;i=1,2,…,7。n:采樣點(diǎn)的個數(shù)（200m單元區(qū)段中n=800）。TQI及各單項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)差的管理值既有線路不同速度等級及高速鐵路軌道不平順200m單元區(qū)段TQI及單項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)差管理標(biāo)準(zhǔn)見表1.表1：200m區(qū)段軌道不平順質(zhì)量指數(shù)TQI管理標(biāo)準(zhǔn)（單位：mm)速度等級高低軌向軌距水平三角坑TQIV≤1002.5×22.2×21.61.92.115100＜V≤1202.5×21.8×21.51.92.014120＜V≤1601.8×21.4×21.31.61.711160＜V＜2001.5×21.1×21.11.31.49200≤V≤2501.4×21.0×20.91.11.28300＜V≤3500.8×20.7×20.60.70.75300＜V≤3502.0×21.5×2波長42～120米，區(qū)段長500m注：除注明外，適用于軌道不平順波長為42米以下。TQI的管理辦法為便于對區(qū)段軌道不平順質(zhì)量指數(shù)TQI管理標(biāo)準(zhǔn)的推廣與應(yīng)用，依據(jù)《線路修理規(guī)則》軌道不平順幅值扣分管理辦法，確定TQI的管理辦法以公里為管理和維修的長度單位，對TQI的評價引入“T值”的概念。T值的概念：將200m區(qū)段軌道不平順質(zhì)量指數(shù)TQI超過管理值的大小作為扣分值，每公里5個單元區(qū)段的扣分?jǐn)?shù)值之和，簡稱“T值”。T值是根據(jù)單元區(qū)段內(nèi)TQI值超過對應(yīng)管理值的程度來確定的。用于值計(jì)算的200m區(qū)段軌道不平順質(zhì)量指數(shù)TQI管理值標(biāo)準(zhǔn)見表2表2用于軌道不平順質(zhì)量指數(shù)TQI管理值標(biāo)準(zhǔn)

速度等級管理值V≤100100＜V≤120120＜V≤160160＜V＜200200≤V≤250300＜V≤350TQI管理值151411985超過10%16.515.412.19.98.85.5超過20%1816.813.210.89.66200m單元區(qū)段值和公里T值的物理含義為有效發(fā)揮區(qū)段軌道不平順質(zhì)量指數(shù)TQI指導(dǎo)線路養(yǎng)護(hù)維修和制定維修計(jì)劃的作用，對于值，定義為該值未超過（小于等于）該速度等級的管理值，則該200m區(qū)段扣分值為0；該值大于管理值但小于等于“超過10%”管理值，則該200m區(qū)段扣分值為40分；該值大于“超過10%”管理值但小于“超過20%”管理值，則該200m區(qū)段扣分值為50分，該值大于“超過20%”管理值，則該200m區(qū)段扣分值為61分，見表3.表3：200m單元區(qū)段值扣分?jǐn)?shù)定義TQI值未超過管理值超過管理值超過10%超過20%值0405061按照每公里作為管理長度，則每公里所包含的5個200m單元區(qū)段的TQI扣分之和為T，T值計(jì)算公式為：通過上述公式計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)以公里為管理單位的軌道狀態(tài)質(zhì)量的綜合評價，某公里的T值越大，說明該公里超過TQI管理值的段數(shù)和超限程度也越大，應(yīng)優(yōu)先安排維修。均衡公里、計(jì)劃公里、優(yōu)先公里的定義根據(jù)T值的大小評價每公里軌道狀態(tài)質(zhì)量，以均衡、計(jì)劃、優(yōu)先三種方式來制定大型養(yǎng)路機(jī)械維修或軌道綜合維修計(jì)劃，其含義見表4.表4：整公里T值評價定義表評價定義均衡計(jì)劃優(yōu)先每公里T值T=00＜T≤100T＞100對于T＞100的線路，應(yīng)優(yōu)先列入維修計(jì)劃，盡快安排成段維修；對于0＜T≤100的線路，應(yīng)統(tǒng)籌兼顧，根據(jù)值的大小，合理安排維修或保養(yǎng)，適時對線路進(jìn)行整修；對于T=0的線路，應(yīng)避免成段擾動道床，只對超限峰值處所進(jìn)行整修。三.動檢車檢查目前，鐵道部共有動檢車10號車和0號車動檢車與工務(wù)相關(guān)的部分有動力學(xué)檢測和軌檢部分1.動力學(xué)部分動力學(xué)檢測的內(nèi)容為運(yùn)行安全性檢測與平穩(wěn)性檢測，其中運(yùn)行安全性指標(biāo)為脫軌系數(shù)、輪重減載率、輪軸橫向力；運(yùn)行平穩(wěn)性指標(biāo)為橫向平穩(wěn)性、垂向平穩(wěn)性。（1）動力學(xué)指標(biāo)的評定標(biāo)準(zhǔn)評判標(biāo)準(zhǔn)GB/T5599-85《鐵路車輛動力學(xué)性能評定和試驗(yàn)鑒定規(guī)范》運(yùn)行安全性標(biāo)準(zhǔn)脫軌系數(shù)Q/P≤0.8式中：Q橫向力，P垂向力；輪重減載率ΔP/P≤0.8式中：P垂向力；輪軸橫向力H

（10＋P0/3）式中：P0表示靜軸重平穩(wěn)性指標(biāo)（W）運(yùn)行平穩(wěn)性指標(biāo)等級分類如下：平穩(wěn)性等級平穩(wěn)性指標(biāo)W評定1級＜2.5優(yōu)2級2.5～2.75良好3級2.75～3.0合格（2）動力學(xué)超限及檢測當(dāng)線路不能完全滿足車輛安全運(yùn)行要求時，動力學(xué)指標(biāo)將會變大，超出限值。當(dāng)發(fā)生輪重減載率超限時，動力學(xué)波形圖如圖1所示。圖1中對應(yīng)的紅色波形中被圈定的部分為動力學(xué)超限處。圖1輪重減載率超限波形圖

現(xiàn)場的反饋為：岔前高低3mm。當(dāng)發(fā)生脫軌系數(shù)超限時，動力學(xué)波形圖如圖2所示。圖2脫軌系數(shù)超限波形圖

現(xiàn)場反饋意見為：圓曲線內(nèi)19點(diǎn)計(jì)劃正矢63mm，實(shí)量58mm；20點(diǎn)計(jì)劃正矢63mm，實(shí)量66mm，正矢連續(xù)差8mm。當(dāng)發(fā)生橫向力超限時，動力學(xué)波形圖如圖3所示。圖3輪軸橫向力超限波形圖現(xiàn)場反饋為：超限位置方向6mm；軌距2，1mm（1.5m范圍內(nèi)）動檢車軌檢部分與軌檢車檢測系統(tǒng)相同，檢測標(biāo)準(zhǔn)相同。只是克服了軌檢車行車速度達(dá)不到250km/h的缺點(diǎn)。其他各方面均與軌檢車相同。RH2-010A綜合檢測列車軌道檢測系統(tǒng)檢測項(xiàng)目包括：中波高低，長波高低，水平，三角坑，車體垂向加速度，車體橫向加速度，曲率變化率，車體橫加變化率。2.軌道檢測系統(tǒng)檢測標(biāo)準(zhǔn)：項(xiàng)目V≤120km/h120km/h＜V≤160km/h160km/h＜V＜200km/h200km/h≤V≤250km/h300km/h≤V≤350km/hⅠ級Ⅱ級Ⅲ級Ⅳ級Ⅰ級Ⅱ級Ⅲ級Ⅳ級Ⅰ級Ⅱ級Ⅲ級Ⅳ級Ⅰ級Ⅱ級Ⅲ級Ⅳ級Ⅰ級Ⅱ級Ⅲ級Ⅳ級軌距(mm)+8-6+12-8+20-10+24-12+6-4+10-7+15-8+20-10+4-3+8-4+12-6+15-8+4-3+6-4+8-6+12-8+4-3+6-4+7-5+8-6水平(mm)812182261014185812145810135678三角坑(基長2.5m)（mm）810141658121446912468104678高低(mm)波長1.5～42m81220246101520581215581114581011軌向(mm)8101620581216571012578104567高低(mm)波長1.5～70m////812//610//61015/791215軌向(mm)////810//68//6812/681012車體垂向加速度（m/s2）1.01.52.02.51.01.52.02.51.01.52.02.51.01.52.02.51.01.52.02.5車體橫向加速度（m/s2）0.60.91.52.00.60.91.52.00.60.91.52.00.60.91.52.00.60.91.52.0軌距變化率(基長2.5m)（‰）2.02.5//1.52.0//1.21.5//1.01.2//////曲率變化率（基長18m）（1/m/m×10-6）5.06.5//3.04.0//2.02.5//1.22.0//////橫向加速度變化率（基長18m）（m/s3）1.03.0//1.03.0//1.03.0//1.03.0//////注：①高低和軌向偏差為計(jì)算零線到波峰的幅值；②水平限值不包含曲線按規(guī)定設(shè)置的超高值及超高順坡量；③三角坑限值包含緩和曲線超高順坡造成的扭曲量；④車體垂向加速度采用20Hz低通濾波，車體橫向加速度采用10Hz低通濾波；加速度等速檢測速度應(yīng)在Vmax±10%范圍內(nèi)。⑤避免出現(xiàn)連續(xù)多波不平順和軌向、水平逆向復(fù)合不平順。四.軌道病害成因分析1．軌距病害的危害及成因分析

軌距病害幅值過大過小，在其他因素作用下，可能會引起列車脫軌或爬軌。影響軌距偏差值主要有以下幾個方面：⑴軌道結(jié)構(gòu)不良：如鋼軌肥邊、硬彎、曲線不均勻側(cè)磨、枕木失效、道釘浮離、軌撐失效、扣件爬離、軌距擋板磨耗、提速道岔基本軌刨切等。⑵幾何尺寸不良：如軌距超限、軌距遞減不順、方向不良等。⑶框架剛度減弱：扣件扣壓力不足、軌道外側(cè)扣件離縫彈性擠開（木枕線路尤其如此）等。軌距超限實(shí)例2.軌向病害的危害及成因分析軌向檢測項(xiàng)目是評價直線軌道的平直度和曲線軌道的圓順度。軌向病害過大會使車輪受到橫向沖擊，引起車輛左右晃動和車體搖擺振動，對列車平穩(wěn)度和舒適度產(chǎn)生較大影響，加速軌道結(jié)構(gòu)和道床的變形。影響軌向偏差值主要有以下幾個方面：⑴幾何尺寸不良：直線區(qū)段方向不良、曲線區(qū)段不圓順（鄭矢超限）、軌距遞減不平順等。⑵軌道結(jié)構(gòu)不良：鋼軌硬彎、不均勻磨耗、木枕失效、連續(xù)道釘浮離等。⑶框架剛度減弱：扣件扣壓力不足、軌道彈性不均勻擠開等。

軌向超限實(shí)例車體加速度輔助判斷方法

一般大的軌道不平順都可能引起較大的車體加速度響應(yīng)，但受到列車速度的影響不同波長的軌道不平順在不同速度下引起的車體加速度也不相同。一般情況高低和車體垂向加速度、軌向和車體水平加速度相關(guān)性較好，特別是軌道不平順波長與車體敏感波長一致時，軌道不平順與車體加速度能一一對應(yīng)，只是相位不同。因此，利用車體加速度可以輔助評判超限正確性，以利于超限編輯。軌向與車體橫加之間的聯(lián)系高低與車體垂加之間的聯(lián)系3.前后高低不平順病害的危害及成因分析

眾所周知前后高低不平順（簡稱高低）會增加列車通過時的沖擊動力，加速軌道結(jié)構(gòu)和道床的變形，對車輛設(shè)備、列車行車安全構(gòu)成危害，其危害大小與高低的幅值、變化率成正比，與高低波長成反比。對車輛影響較大的高低有三種。第一種：波長在2m以內(nèi)的高低，其特征幅值較小、波長較短，但變化率較大，對車輪的作用力也較大，如列車速度為60～110km/h時，高低引起的激振頻率接近客車轉(zhuǎn)向架的自振頻率，將產(chǎn)生很大的軸箱垂直振動加速度。引起這種類型高低的因素主要為接頭低扣、大軌縫及鋼軌打塌、掉塊、鞍磨等。第二種：波長在10m左右的高低，現(xiàn)場較常見。其特征幅值較大、波長較長，能使車體產(chǎn)生沉浮和點(diǎn)頭振動。如列車速度為60～110km/h時，高低引起的激振頻率接近客車車體自振頻率，將產(chǎn)生較大的車體垂直振動。這種類型的高低易產(chǎn)生在橋頭、道口、隧道、涵洞、道床翻漿地段軟玉接合部。第三種：波長在20m左右的高低，其特征是幅值較大、波長較長，能使車體產(chǎn)生點(diǎn)頭振動，當(dāng)車體振幅方向與高低振幅方向相同時，將使車體產(chǎn)生較大振動，這種高低較少，現(xiàn)場工作人員容易忽視。因此，現(xiàn)場檢查高低所用的弦繩應(yīng)攜帶20m，在檢查時用任意弦測量。高低不平順實(shí)例（左右高低同時超限引起垂加）高低超限實(shí)例（單股高低超限引起三角坑）注：單股鋼軌高低不好，雖不引起大的車體垂加，但引起三角坑超限，影響行車安全4.水平病害的危害及成因分析

水平病害偏差值過大將使車輛產(chǎn)生傾斜和測滾振動，引起輪軌作用力變化。當(dāng)水平超限幅值和運(yùn)行速度一定時，其短波水平超限比長波水平超限對車輛產(chǎn)生的影響大。影響水平偏差幅值主要有以下幾個方面：⑴習(xí)慣做法：現(xiàn)場工作人員習(xí)慣將一股鋼軌抬高，造成一面高現(xiàn)象，人為造成水平偏差值。⑵兩股鋼軌下沉量不一致。⑶一股鋼軌有空吊、暗坑現(xiàn)象。⑷緩和曲線超高順坡不良。水平超限實(shí)例5.三角坑病害的危害及成因分析三角坑病害偏差值過大，引起輪軌作用力變化，從而影響行車穩(wěn)定性，其高點(diǎn)會使車輛出現(xiàn)測滾，同時對車體附加一個垂直力，使車輛產(chǎn)生垂直振動；其低點(diǎn)會使車輪懸空減載，同時使車輛轉(zhuǎn)向架扭曲變形，在其他因素