軌道檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用20190326

1軌道檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用

前言

軌檢車是檢查軌道病害的大型動(dòng)態(tài)檢測(cè)設(shè)備，也是指導(dǎo)線路維修、保障行車安全、實(shí)現(xiàn)軌道科學(xué)管理的重要手段。

前言

軌檢車檢測(cè)超限數(shù)據(jù)

軌檢車波形圖

一、我國(guó)軌道檢查車發(fā)展

1.第一代軌檢車1953年：鐵科院研制開(kāi)發(fā)的機(jī)械式軌檢車，采用弦測(cè)法。2.第二代軌檢車1962年：簡(jiǎn)易電氣式軌檢車，采用弦測(cè)法。3.GJ-3型軌檢車1986年：鐵科院鐵建所研制開(kāi)發(fā)的GJ-3型軌檢車，采用慣性基準(zhǔn)原理。

一、我國(guó)軌道檢查車發(fā)展4.GJ-4型軌檢車1987-1995年：通過(guò)引進(jìn)美國(guó)ENSCO公司研制開(kāi)發(fā)的XGJ－１型軌檢車，研制開(kāi)發(fā)出了GJ-4型軌檢車，采用慣性基準(zhǔn)原理。吊梁式伺服跟蹤軌距梁振動(dòng)沖擊大，存在安全隱患。

一、我國(guó)軌道檢查車發(fā)展慣性基準(zhǔn)：就是當(dāng)軸箱（車體）上下運(yùn)動(dòng)很快時(shí)，即底座振動(dòng)頻率大大高于系統(tǒng)的自振頻率，質(zhì)量塊（車體）不能追隨而保持靜止的位置。這個(gè)靜止位置即為質(zhì)量--彈簧系統(tǒng)的“慣性基準(zhǔn)”。慣性基準(zhǔn)法的建立是測(cè)量基準(zhǔn)線，是由質(zhì)量彈簧系統(tǒng)中質(zhì)量塊（車體）的運(yùn)動(dòng)軌跡給出的。軌檢車是以車體為質(zhì)量塊。陀螺與車體為基準(zhǔn)。

一、我國(guó)軌道檢查車發(fā)展

5.GJ-5型軌檢車1999年：通過(guò)引進(jìn)美國(guó)ImageMap公司研究開(kāi)發(fā)的激光攝像技術(shù)軌檢車，慣性基準(zhǔn)法。檢測(cè)梁安裝在轉(zhuǎn)向架上，維修成本高，備件供應(yīng)困難。

一、我國(guó)軌道檢查車發(fā)展

6.GJ-6型軌道檢測(cè)系統(tǒng)：2009自主研制，激光攝像式，慣性基準(zhǔn)法，高速數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，最高時(shí)速400km/h，檢測(cè)梁組件輕巧，長(zhǎng)波檢測(cè)。

二、線路動(dòng)態(tài)檢查

（一）

檢測(cè)項(xiàng)目正負(fù)號(hào)定義

1.軌道幾何不平順動(dòng)態(tài)檢測(cè)項(xiàng)目包括高低、軌向、軌距、水平、三角坑、復(fù)合不平順、軌距變化率、車體垂向振動(dòng)加速度、車體橫向振動(dòng)加速度等。

二、線路動(dòng)態(tài)檢查

（

1）軌距軌道上兩股鋼軌頭部?jī)?nèi)側(cè)軌頂面下16mm范圍內(nèi)的最短距離稱為軌距。軌距（偏差）正負(fù)：實(shí)際軌距大于標(biāo)準(zhǔn)軌距時(shí)軌距偏差為正，反之為負(fù)。三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

二、線路動(dòng)態(tài)檢查

（2）軌向不平順?shù)撥墐?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。波長(zhǎng)1.5m-42m、1.5-70m。軌向正負(fù)：順軌檢車正向，軌向向左為正，向右為負(fù)。三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

二、線路動(dòng)態(tài)檢查

（3）高低不平順?shù)撥夗斆娲怪庇谲壍婪较蚱x鋼軌頂面平均位置的偏差。分左、右高低兩種。波長(zhǎng)1.5m-42m、1.5-70m。高低正負(fù)：高低向上為正，向下為負(fù)。三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

二、線路動(dòng)態(tài)檢查

（4）三角坑指在規(guī)定距離內(nèi)（3米基長(zhǎng)）兩股鋼軌交替出現(xiàn)的水平差超過(guò)規(guī)定值的線路病害。三角坑（扭曲）反映了鋼軌頂面的平面性。三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

二、線路動(dòng)態(tài)檢查

（5）水平指軌道上左右兩股鋼軌面的水平狀態(tài)。在直線地段，鋼軌頂面應(yīng)保持同一水平，在曲線地段，應(yīng)滿足外軌設(shè)置超高的要求。水平正負(fù)：順軌檢車正向，左軌高為正，反之為負(fù)。三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

二、線路動(dòng)態(tài)檢查

（6）曲率曲率是對(duì)線段彎曲度的描述，其量值等于1/R。在軌道檢測(cè)中用于描述曲線的圓順度和直線是否直。

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)。根據(jù)曲率能正確判斷曲線正矢連續(xù)差和曲線的圓順度。50×曲率=正矢如：某曲線曲率為0.38，正矢=50×0.38=19mm三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

二、線路動(dòng)態(tài)檢查

（7）水平加速度定義：水平加速度分為直線段水平加速度和曲線上的水平加速度。直線段上的水平加速度就是水平方向上速度的變化和時(shí)間的比值。即在相距18米的兩點(diǎn)橫向加速度的差除以列車通過(guò)這段的時(shí)間。而在曲線上存在過(guò)超高或欠超高，還要考慮離心加速度。

二、線路動(dòng)態(tài)檢查

（7）水平加速度

引起車體水平加速度的原因也很多，軌向、軌距、水平、三角坑、鋼軌病害等都是水平加速度的原因。

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。

二、線路動(dòng)態(tài)檢查

（8）車體垂向加速度定義：可以簡(jiǎn)單地定義為垂直方向上速度的變化和所用時(shí)間的比值。引起垂向加速度的原因也很多，高低、水平、三角坑、鋼軌病害等都是出現(xiàn)垂加的原因。車體垂向加速度：垂直于車體地板，向上為正。三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

二、線路動(dòng)態(tài)檢查

（9）軌距變化率定義：動(dòng)檢車（軌檢車）檢測(cè)的軌距變化率是以3米的基長(zhǎng)內(nèi)軌距測(cè)量差值與基長(zhǎng)的比值。

二、線路動(dòng)態(tài)檢查

二、線路動(dòng)態(tài)檢查

（10）復(fù)合不平順在軌道同一位置上，垂向和橫向不平順共存時(shí)稱為軌道復(fù)合不平順。目前主要指軌向不平順與水平不平順組合的逆向不平順。復(fù)合不平順的計(jì)算如下：復(fù)合不平順＝X-1.5Y式中:X為軌向不平順值；Y為水平不平順值。三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理二、線路動(dòng)態(tài)檢查

二、線路動(dòng)態(tài)檢查

2.軌檢車檢測(cè)方向正向：檢測(cè)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(shí)為正向檢測(cè)，反之為反向檢測(cè)。

二、線路動(dòng)態(tài)檢查

2.軌檢車檢測(cè)方向

二、線路動(dòng)態(tài)檢查

（二）軌道檢查車運(yùn)用規(guī)定。1.檢測(cè)周期檢測(cè)周期根據(jù)運(yùn)量和線路狀態(tài)確定。（1）中國(guó)鐵路總公司軌道檢查車，對(duì)允許速度大于120km／h線路及其他主要繁忙干線進(jìn)行定期檢查。

二、線路動(dòng)態(tài)檢查

（2）鐵路局集團(tuán)公司軌道檢查車，對(duì)允許速度大于120km/h線路每月檢查不少于2遍（含中國(guó)鐵路總公司軌道檢查車檢查），對(duì)年通過(guò)總質(zhì)量不小于80Mt的正線15～30天檢查1遍，對(duì)年通過(guò)總質(zhì)量為25～80Mt以內(nèi)的正線每月檢查1遍，對(duì)年通過(guò)總質(zhì)量小于25Mt的正線每季檢查1遍，對(duì)狀態(tài)較差的線路可適當(dāng)增加檢查遍數(shù)。

二、線路動(dòng)態(tài)檢查

（三）檢測(cè)報(bào)告1.中國(guó)鐵路總公司軌道檢查車檢查發(fā)現(xiàn)的Ⅲ級(jí)及以上偏差，應(yīng)及時(shí)通知鐵路局集團(tuán)公司工務(wù)部，其中Ⅳ級(jí)偏差和重復(fù)Ⅲ級(jí)偏差應(yīng)及時(shí)上報(bào)中國(guó)鐵路總公司，工務(wù)部應(yīng)在24小時(shí)內(nèi)將復(fù)核結(jié)果和處理情況上傳鐵路基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)中心。鐵路基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)中心應(yīng)于每月10日前向中國(guó)鐵路總公司提交上月中國(guó)鐵路總公司軌道檢查車檢查分析報(bào)告。

一、線路動(dòng)態(tài)檢查

（三）檢測(cè)報(bào)告2.鐵路局集團(tuán)公司軌道檢查車檢查中發(fā)現(xiàn)的Ⅲ級(jí)及以上偏差，應(yīng)及時(shí)通知工務(wù)段并上報(bào)鐵路局集團(tuán)公司工務(wù)部，工務(wù)段應(yīng)及時(shí)將復(fù)核結(jié)果和處理情況上報(bào)鐵路局集團(tuán)公司工務(wù)部。

一、線路動(dòng)態(tài)檢查

（三）檢測(cè)報(bào)告

3.對(duì)軌道檢查車查出的Ⅲ級(jí)偏差處所應(yīng)及時(shí)處理，對(duì)查出的Ⅳ級(jí)偏差處所，或Ⅲ級(jí)偏差且車輛動(dòng)力學(xué)指標(biāo)超限處所立即限制行車速度并處理。

二、線路動(dòng)態(tài)檢查

（四）應(yīng)重視以下軌道不平順判別，并及時(shí)處理：1.連續(xù)三波及多波的軌道不平順中，幅值為10mm的軌向不平順、12mm的水平不平順、14mm的高低不平順。2.50m范圍內(nèi)有3處大于以下幅值的軌道不平順：12mm的軌向不平順、12mm的水平不平順、16mm的高低不平順。3.軌向、水平逆向復(fù)合不平順。4.允許速度大于160km/h區(qū)段，高低、軌向的波長(zhǎng)在30m以上的長(zhǎng)波不平順，當(dāng)軌道檢查車檢查其高低幅值達(dá)到11mm或軌向幅值達(dá)到8mm時(shí)。二、線路動(dòng)態(tài)檢查

三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

（二）軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差

軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差是指動(dòng)態(tài)條件下軌道幾何不平順值與標(biāo)準(zhǔn)值的偏差，主要通過(guò)軌道檢查車或綜合檢測(cè)列車進(jìn)行檢測(cè)，按線路允許速度進(jìn)行評(píng)價(jià)。動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理分為局部峰值管理和區(qū)段均值管理。

三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

（一）局部峰值管理

1.局部峰值動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)采用四級(jí)管理：Ⅰ級(jí)為日常保持標(biāo)準(zhǔn)，Ⅱ級(jí)為計(jì)劃維修標(biāo)準(zhǔn)，Ⅲ級(jí)為臨時(shí)補(bǔ)修標(biāo)準(zhǔn)，Ⅳ級(jí)為限速標(biāo)準(zhǔn)。

項(xiàng)目160km/h＜υmax正線120km/h＜υmax≤160km/h正線80km/h＜υmax≤120km/h正線υmax≤80km/h正線Ⅰ級(jí)Ⅱ級(jí)Ⅲ級(jí)Ⅳ級(jí)（限速160km/h）Ⅰ級(jí)Ⅱ級(jí)Ⅲ級(jí)Ⅳ級(jí)（限速120km/h）Ⅰ級(jí)Ⅱ級(jí)Ⅲ級(jí)Ⅳ級(jí)（限速80km/h）Ⅰ級(jí)Ⅱ級(jí)Ⅲ級(jí)Ⅳ級(jí)（限速45km/h）高低(mm)1.5～42m58121561015208122024121624261.5～70m61015—————————————軌向(mm)1.5～42m5710125812168101620101420231.5～70m6812—————————————軌距(mm)+4-3+8-4+12-6+15-8+6-4+10-7+15-8+20-10+8-6+12-8+20-10+23-11+12-6+16-8+23-11+25-12軌距變化率(基長(zhǎng)3m)（‰）1.21.5——1.52.0——2.02.5——2.02.5——水平(mm)5812146101418812182212162225三角坑(基長(zhǎng)3m)（mm）46912581214810141610121618復(fù)合不平順（mm）79——810——————————車體垂向振動(dòng)加速度（m/s2）1.01.52.02.51.01.52.02.51.01.52.02.51.01.52.02.5車體橫向振動(dòng)加速度（m/s2）0.60.91.52.00.60.91.52.00.60.91.52.00.60.91.52.02.軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理值

三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

注：①表中各種偏差限值為實(shí)際幅值的半峰值；

三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

注：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；

三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

注：③高低和軌向采用對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的空間曲線；

三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

注：④復(fù)合不平順特指軌向和水平逆向復(fù)合不平順；

三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

注：⑤三角坑限值包含緩和曲線超高順坡造成的扭曲量；

緩和曲線超高順坡率為2‰

，ZH點(diǎn)H=0相隔2.5M=2.5×2=5mm即在兩點(diǎn)水平差都為0mm，自然三角坑是5mm。

如兩點(diǎn)間水平差超過(guò)3mm，三角坑就會(huì)達(dá)到8mm。

三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

注：⑥固定型轍叉的有害空間部分不檢查軌距、軌向，其他檢查項(xiàng)目及檢查標(biāo)準(zhǔn)與線路相同；⑦車體垂向振動(dòng)加速度采用20Hz低通濾波，車體橫向振動(dòng)加速度采用0.5～10Hz帶通濾波和10Hz低通濾波。

三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理3.局部峰值評(píng)價(jià)采用扣分法各項(xiàng)目偏差扣分標(biāo)準(zhǔn)：Ⅰ級(jí)每處扣1分，Ⅱ級(jí)每處扣5分，Ⅲ級(jí)每處扣100分，Ⅳ級(jí)每處扣301分。

三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

（3）局部峰值評(píng)價(jià)采用扣分法。局部峰值評(píng)價(jià)以整公里為單位，每公里扣分總數(shù)為各級(jí)、各項(xiàng)偏差扣分總和。每公里線路局部峰值動(dòng)態(tài)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：優(yōu)良——總扣分在50分及以內(nèi)；合格——總扣分在51～300分；失格——總扣分在300分以上。

三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

2.區(qū)段均值管理。

（1）區(qū)段均值評(píng)價(jià)指標(biāo)為軌道質(zhì)量指數(shù)（TQI）。速度等級(jí)左高低mm右高低mm左軌向mm右軌向mm軌距mm水平mm三角坑mmTQI值V≤80km/h2.2~2.52.2~2.51.8~2.21.8~2.21.4~1.61.7~1.91.9~2.113~1580km/h＜υmax≤120km/h1.8~2.21.8~2.21.4~1.91.4~1.91.3~1.41.6~1.71.7~1.911~13120km/h＜υmax≤160km/h1.5~1.81.5~1.81.1~1.41.1~1.41.1~1.31.3~1.61.4~1.79~11160km/h＜υmax1.1~1.51.1~1.50.9~1.10.9~1.10.9~1.11.1~1.31~1.47~9

二、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

2.區(qū)段均值管理

（2）區(qū)段均值評(píng)價(jià)采用扣分法。區(qū)段均值評(píng)價(jià)以整公里為單位，每公里扣分總數(shù)為5個(gè)計(jì)算區(qū)段的TQI扣分值之和。

三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

單個(gè)TQI計(jì)算單元扣分標(biāo)準(zhǔn)：小于等于管理值扣0分；大于管理值而不大于“超過(guò)10％”管理值扣40分；大于“超過(guò)10％”而不大于“超過(guò)20％”管理值扣50分；大于“超過(guò)20％”管理值扣61分。

三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

（3）每公里線路區(qū)段均值評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)每公里線路區(qū)段均值評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)劃分為：均衡——代表線路質(zhì)量均衡，不需要維修；計(jì)劃——代表應(yīng)列入維修計(jì)劃，適時(shí)進(jìn)行修理；優(yōu)先——代表應(yīng)優(yōu)先列入維修計(jì)劃，盡快安排修理。

三、軌道動(dòng)態(tài)幾何不平順容許偏差管理

3.軌檢車檢測(cè)數(shù)據(jù)分析

（1）01-月份軌檢車超限報(bào)告

（2）02-月份軌檢車數(shù)據(jù)分線、車間、工區(qū)統(tǒng)計(jì)表

（3）03-月份軌檢車公里扣分二級(jí)、二級(jí)重復(fù)等分析表

（4）04-月份軌檢車優(yōu)先公里及T200分析表

（5）05-月份軌檢車合格公里匯總表

（6）06-月份軌檢車環(huán)比同比數(shù)據(jù)對(duì)比分析

（7）07-2月份軌檢車TQI值分析四、Wavers軟件使用1.檢測(cè)項(xiàng)目通道設(shè)置四、Wavers軟件使用1.檢測(cè)項(xiàng)目通道設(shè)置四、Wavers軟件使用1.檢測(cè)項(xiàng)目通道設(shè)置四、Wavers軟件使用2.打開(kāi)幾何數(shù)據(jù)文件在彈出的“查找范圍”對(duì)話框中選擇Geo圖形文件，雙擊打開(kāi)圖形。四、Wavers軟件使用3.查看峰值四、Wavers軟件使用3.查看峰值四、Wavers軟件使用3.查看峰值四、Wavers軟件使用4.圖形對(duì)比四、Wavers軟件使用4.圖形對(duì)比五、軌檢車波形圖識(shí)圖方法1.確定行別和走行方向五、軌檢車波形圖識(shí)圖方法2.確定檢測(cè)項(xiàng)目在圖上的位置五、軌檢車波形圖識(shí)圖方法3.確定各單項(xiàng)振幅比值五、軌檢車波形圖識(shí)圖方法4.確定里程走紙比值

1000÷220＝4.545m/mm即每毫米代表4.545米。五、軌檢車波形圖識(shí)圖方法4.確定里程走紙比值

1000÷220＝4.545m/mm即每毫米代表4.545米。走紙長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)圖中打印出的公里標(biāo)記或百米標(biāo)記算出。五、軌檢車波形圖識(shí)圖方法4.確定里程走紙比值

1000÷220＝4.545m/mm即每毫米代表4.545米。走紙長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)圖中打印出的公里標(biāo)記或百米標(biāo)記算出。五、軌檢車波形圖識(shí)圖方法5.參照物識(shí)別五、軌檢車波形圖識(shí)圖方法5.參照物識(shí)別（道岔）五