軌檢車檢測數(shù)據(jù)的分析及應(yīng)用

張 平 上海鐵路局工務(wù)處

軌檢車檢測數(shù)據(jù)的分析及應(yīng)用

張 平 上海鐵路局工務(wù)處

通過對軌檢車檢測數(shù)據(jù)的綜合分析，提出整治措施及解決辦法，幫助現(xiàn)場解決生產(chǎn)實(shí)際問題。

軌檢車；分析；應(yīng)用

我局管內(nèi)線路的既有線，分為普速、提速線路?，F(xiàn)在常規(guī)動態(tài)檢測手段有軌檢車、晃車儀、添乘儀，如何充分利用好軌檢車動態(tài)檢測工具，幫助我們?nèi)粘屿o態(tài)檢查，及時(shí)消滅線路設(shè)備病害，掌握和分析設(shè)備日常變化情況和規(guī)律，提高軌控質(zhì)量，有必要對軌檢車檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行全面綜合的分析，便于現(xiàn)場及時(shí)查找出靜態(tài)病害，利于及時(shí)進(jìn)行處理整治。

1 軌檢車檢測檢測數(shù)據(jù)的分析及應(yīng)用

軌檢車檢測線路質(zhì)量時(shí)能實(shí)時(shí)提供各類檢測檢測數(shù)據(jù)、圖表，工務(wù)系統(tǒng)工程技術(shù)人員正確地利用這些檢測檢測數(shù)據(jù)、圖表來分析指導(dǎo)養(yǎng)護(hù)維修，對提高線路質(zhì)量、保障行車安全平穩(wěn)往往能達(dá)到事半功倍的效果。

1.1 軌檢車檢測檢測數(shù)據(jù)的應(yīng)用

現(xiàn)場軌道幾何狀態(tài)控制的基本做法是通過處理和控制低一級的超限來達(dá)到控制高一級超限的目的，即控制三級超限必須先控制一、二級超限，同時(shí)將一、二級超限資料作為現(xiàn)場編制靜態(tài)養(yǎng)護(hù)計(jì)劃的內(nèi)容之一。

1.1.1 軌檢車軌道質(zhì)量指數(shù)（TQI.html）的應(yīng)用

軌道質(zhì)量指數(shù)從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度來說是一個(gè)離散性的指標(biāo)，從軌道狀態(tài)控制上來說是反映某一區(qū)段線路質(zhì)量均衡程度。軌道質(zhì)量指數(shù)報(bào)告表有兩種用途。

（1）作為評價(jià)軌道質(zhì)量的指標(biāo)

軌道質(zhì)量指數(shù)代表著某一區(qū)段軌道的整體質(zhì)量，它不受檢測標(biāo)準(zhǔn)和速度的影響，更能反映軌道的實(shí)際狀態(tài)，作為衡量軌道質(zhì)量的指標(biāo)比扣分法更科學(xué)、更合理。運(yùn)用軌道質(zhì)量指數(shù)使不同等級線路，不同檢測標(biāo)準(zhǔn)的軌道質(zhì)量具有可比性。

（2）指導(dǎo)線路綜合養(yǎng)護(hù)

軌道質(zhì)量指數(shù)是軌道質(zhì)量的綜合反映，這一特性決定了它指導(dǎo)現(xiàn)場不是單一撬病害、單一項(xiàng)目的養(yǎng)護(hù)，而是對某一區(qū)段(通常200m)的綜合養(yǎng)護(hù)。

①根據(jù)軌道質(zhì)量指數(shù)值確定綜合養(yǎng)護(hù)地點(diǎn)

軌道質(zhì)量指數(shù)高的地段有相當(dāng)比例是在道岔區(qū)，因此要對超過軌道質(zhì)量指數(shù)管理限界值的地段進(jìn)行核查，確定需要綜合養(yǎng)護(hù)的地點(diǎn)。

②根據(jù)軌道質(zhì)量指數(shù)分項(xiàng)指標(biāo)確定綜合養(yǎng)護(hù)的方法

某一區(qū)段(通常為200m)軌道質(zhì)量指數(shù)由七項(xiàng)單項(xiàng)指數(shù)組成，即左高低、右高低、左軌向、右軌向、軌距、水平、三角坑，因此在養(yǎng)護(hù)前應(yīng)分析軌道質(zhì)量指數(shù)分項(xiàng)指數(shù)。若該區(qū)段大部分單項(xiàng)指數(shù)均較高，則對該區(qū)段需進(jìn)行全項(xiàng)目的養(yǎng)護(hù)；若該區(qū)段僅有某一項(xiàng)或兩項(xiàng)指數(shù)較高 (如高低不良)，則只需對高低進(jìn)行綜合養(yǎng)護(hù)，如全起全搗。

1.1.2 曲線摘要報(bào)告表（CURVES.html）的應(yīng)用

曲線是線路的薄弱環(huán)節(jié)，是養(yǎng)護(hù)的重點(diǎn)，可以利用曲線摘要報(bào)告表來控制曲線的圓順度。首先在曲線摘要報(bào)告表里，給出了該條曲線中影響列車通過速度的控制點(diǎn)位置及該點(diǎn)主要技術(shù)參數(shù)，該點(diǎn)也是整條曲線狀態(tài)中最差的一點(diǎn)，這給曲線養(yǎng)護(hù)和曲線狀態(tài)控制指明了方向。其中，可以利用曲線摘要報(bào)告表中的主要實(shí)測技術(shù)參數(shù)(如平均半徑、平均正矢、平均超高)，以及軌道狀態(tài)波形圖中的左、右軌向、軌距和水平狀態(tài)波形圖來整治曲線。

1.1.3 區(qū)段總結(jié)報(bào)告表（SECSUMMARY. html）的應(yīng)用

區(qū)段總結(jié)報(bào)告表中有兩個(gè)重要的信息對指導(dǎo)現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)工作很有意義。

（1）各項(xiàng)目的扣分百分比：標(biāo)明某一單位軌道質(zhì)量動態(tài)出分的分布，是下一步進(jìn)行線路養(yǎng)護(hù)和軌控的著重點(diǎn)。

（2）平均每公里一、二、三、四級超限的數(shù)量：如果平均每公里一、二、三、四級超限的數(shù)量較多，則說明軌道幾何狀態(tài)較差，日后的養(yǎng)護(hù)工作應(yīng)以軌面養(yǎng)護(hù)為主；如果沒有三、四級超限，平均每公里二級超限也很少，則說明軌道幾何狀態(tài)控制較好，日后的養(yǎng)護(hù)工作應(yīng)以結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)為主，控制作業(yè)質(zhì)量。

1.2 軌檢車超限病害的查找

在實(shí)時(shí)動態(tài)測量過程中軌道幾何測量系統(tǒng)對軌道幾何測量結(jié)果進(jìn)行分析，然后根據(jù)“軌道動態(tài)管理標(biāo)準(zhǔn)”判斷出軌道幾何測量項(xiàng)目的超限值即“線路病害”。準(zhǔn)確地判斷、查找和消除線路病害，既能有效維護(hù)好線路設(shè)備，又能提高線路養(yǎng)護(hù)工作的效率。下面介紹幾種查找病害位置的主要方法：

（1）根據(jù)里程位置查找病害

在超限報(bào)告上病害的位置是檢測系統(tǒng)給出的對應(yīng)里程位置，從波形圖上也能找到超限報(bào)告上的所有病害的一一對應(yīng)里程位置。使用這種方法查找病害的里程位置是很直觀、簡便的，線路維修人員一般都采用此方法來查找病害的里程位置。波形圖上顯示的里程位置是檢測系統(tǒng)通過軸箱編碼器紀(jì)錄的里程位置，里程位置還可以依據(jù)GPS預(yù)置的點(diǎn)位利用GPS加以修正，也可以采用人工設(shè)置（打點(diǎn)）的方法來修正里程位置。里程位置設(shè)置的越準(zhǔn)確，病害位置的查找就越方便。然而，GPS的預(yù)置點(diǎn)位和GPS定位都存在誤差，尤其是線路變化和長短鏈的出現(xiàn)，如沒有及時(shí)更正GPS預(yù)置點(diǎn)，則使線路的實(shí)際里程位置和波形圖上的里程位置偏差就較大。

（2）根據(jù)地面標(biāo)志查找病害

地面標(biāo)志裝置是安裝在軌距吊梁中部的電磁傳感器（ALD）。ALD的工作原理是接近金屬物體而發(fā)生電磁感應(yīng)，從而引起電壓值的變化，在波形圖中形成脈沖曲線。波形圖上的地面標(biāo)志主要有道岔、道口、橋梁護(hù)軌和軌距拉桿等標(biāo)志。

道岔標(biāo)志反映的是道岔的導(dǎo)曲軌的位置，其中間的峰值位置是傳感器電壓值最大的位置，即對應(yīng)的是導(dǎo)曲軌的中部位置。

平交道口處在軌道中心一般有鋼筋混凝土板和其鋼板約束，當(dāng)ALD傳感器從上面經(jīng)過時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)，產(chǎn)生高電壓信號，在波形圖上形成矩形標(biāo)志，尤其是大道口更為明顯，矩形的中部即為道口的中心位置。

橋梁護(hù)軌標(biāo)志反映的是整個(gè)護(hù)軌的位置，在波形圖上形成兩頭護(hù)軌梭頭峰值較高，中間值較低的情形。

ALD脈沖值是受溫度變化而影響。軌距拉桿標(biāo)志在ALD的放大值較大時(shí)能顯示出為一條豎直的直線，當(dāng)天氣溫差變化較大或雨天使放大值變小時(shí)就不容易出現(xiàn)。

（3）根據(jù)曲線特征點(diǎn)查找病害

依據(jù)曲線的直緩點(diǎn)、緩圓點(diǎn)、圓緩點(diǎn)和緩直點(diǎn)等特征點(diǎn)的相對位置可以有效查找到線路的病害位置。直緩點(diǎn)、緩圓點(diǎn)、圓緩點(diǎn)和緩直點(diǎn)的相對位置來查找病害位置。

利用地面標(biāo)志和曲線特征點(diǎn)的相對位置查找臨近的病害位置的準(zhǔn)確度較高，是查找線路病害位置的極有效的方法。

1.3 軌檢車超限處所的現(xiàn)場復(fù)核

1.3.1 直接復(fù)核法

根據(jù)軌道狀態(tài)波形圖、一級及以上超限報(bào)表等檢測信息資料所提供的超限病害信息直接在現(xiàn)場復(fù)核。

1.3.2 特征點(diǎn)復(fù)核法

利用軌道狀態(tài)波形圖提供的公里標(biāo)、道岔、道口、橋梁、曲線等特征，推算出與需復(fù)核超限病害的相對距離（里程修定）。在現(xiàn)場復(fù)核時(shí)，先找到如上所述特征點(diǎn)(特征點(diǎn)在線路現(xiàn)場容易找)，再根據(jù)狀態(tài)波形圖的相對位置，確定病害點(diǎn)的位置，進(jìn)行超限病害查找復(fù)核。

1.3.3 參照復(fù)核法

在現(xiàn)場復(fù)核超限病害時(shí)，可先找幅值較大的、明顯的、比較容易確定的病害點(diǎn)(如高低、方向等)，再在狀態(tài)波形圖上根據(jù)病害點(diǎn)之間相對位置，在地面上查找復(fù)核其他病害。

現(xiàn)場復(fù)核病害時(shí)，直接復(fù)核法、特征點(diǎn)復(fù)核法及參照復(fù)核法三種方法可穿插交替使用。

1.4 軌檢車檢測病害的成因分析

1.4.1 高低不平順病害的危害及成因分析

眾所周知，高低不平順(簡稱高低)會增加列車通過時(shí)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60～110（km/h）時(shí)，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60～110（km/h）時(shí)，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、道床翻漿地段軟硬接合部。

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(shí)，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(shí)用任意弦測量。

1.4.2 軌距病害的危害及成因分析

軌距病害幅值過大或過小，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(gè)方面：

（1）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、扣件爬離、軌距擋板磨耗、提速道岔基本軌刨切等。

（2）幾何尺寸不良--如軌距超限、軌距遞減不順、方向不良等。

（3）框架剛度減弱--扣件扣壓力不足、軌道外側(cè)扣件離縫等。

1.4.3 軌向病害的危害及成因分析

軌向檢測項(xiàng)目是評價(jià)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，對列車的平穩(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(gè)方面：

（1）幾何尺寸不良--直線區(qū)段方向不良、曲線區(qū)段不圓順(正矢超限)、軌距遞減不順等。

（2）軌道結(jié)構(gòu)不良--鋼軌硬彎、不均勻磨耗、焊縫不良等。

（3）框架剛度減弱--扣件扣壓力不足、軌道彈性不均勻擠開等。 ．

1.4.4 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)生傾斜和側(cè)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(shí)，其短波水平超限比長波水平超限對車輛產(chǎn)生的影響大。影響水平偏差值主要有以下幾個(gè)方面：

（1）習(xí)慣做法--現(xiàn)場作業(yè)人員習(xí)慣將軌道做成一股高，人為造成水平偏差值。

（2）兩股鋼軌下沉量不一致。

（3）一股鋼軌有空吊、暗坑現(xiàn)象。

（4）緩和曲線超高順坡不良。

1.4.5 三角坑病害的危害及成因分析

三角坑病害偏差值過大，會引起輪軌作用力變化，從而影響行車平穩(wěn)性，其高點(diǎn)會使車輛出現(xiàn)側(cè)滾，同時(shí)對車體附加一個(gè)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(shí)使車輛轉(zhuǎn)向架扭曲變形，在其他因素作用下可能造成列車脫軌。影響三角坑偏差值主要是空吊、暗坑、反撬水平、緩和曲線超高順坡不良(緩圓點(diǎn)、圓緩點(diǎn)易出三角坑)等。

1.4.6 車體振動加速度病害的危害及成因分析

車體振動加速度(垂直振動加速度、水平振動加速度)病害過大，直接影響列車的平穩(wěn)度、旅客的舒適度，在其他因素作用下可能引起列車脫軌。它的偏差值大小除了與車輛構(gòu)造有關(guān)外，還與列車速度、軌道結(jié)構(gòu)狀態(tài)、軌道各種不平順的幅值、波長、分布及變化率等有關(guān)，是軌道質(zhì)量狀態(tài)的綜合反映。影響車體振動加速度主要有以下幾個(gè)方面：

（1）軌道幾何狀態(tài)不良(如高低不平順、軌面波浪磨耗等)、接頭綜合狀態(tài)不良(如錯(cuò)牙、大軌縫、低扣、打塌、掉塊、鞍磨等)、道床彈性不良(如板結(jié)、翻漿、線橋、線道、新老路基結(jié)合部等)及多種病害疊加對垂直振動加速度偏差值影響較大。

（2）曲線、道岔區(qū)連續(xù)小方向(硬彎)、軌距遞增不順、鋼軌直線區(qū)段交替不均勻磨耗、逆向位復(fù)合不平順(如水平、軌向)、曲線超高設(shè)置與即時(shí)速度不匹配(如欠超高、過超高)及多種病害的疊加等對水平振動加速度偏差值影響較大。

1.5 軌檢車波形圖分析

（1）高低與水平、三角坑對比分析。小高低不良容易導(dǎo)致70m高低不良，小高低不良容易產(chǎn)生水平，水平不良容易產(chǎn)生三角坑，且在動態(tài)條件下，高低對線路空掉的反映最為敏感。因此在分析波形時(shí)，可將高低、水平、三角坑三項(xiàng)移到一起進(jìn)行對比分析，凡是高低波形不良地段，水平、三角坑容易不良，尤其是超限或接近超限的長度為1m的高低，容易引起70m高低、水平、三角坑的不良，進(jìn)而導(dǎo)致橫向加速度、橫加變化率、垂加的超限，因此處理一處，可同時(shí)消除5項(xiàng)不良病害的產(chǎn)生。同時(shí)，通過波形分析，可找出局部接近超限的不平順，及時(shí)安排預(yù)防性修理，為增強(qiáng)設(shè)備儲備提供條件。

（2）軌向與軌距、變化率波形分析：軌距、軌向、變化率緊密相連，通過對其圖紙分析，可以確定不良處所是撥、是改，還是撥改結(jié)合，提供準(zhǔn)確作業(yè)方法。

（3）曲率與變化率波形：直線地段不應(yīng)有大的曲率和曲率變化率，若有，納入整治計(jì)劃進(jìn)行撥道處理。曲線上曲率與曲率變化率在圖紙上的位置相反，若曲率為正，則曲率變化率為負(fù)，若曲率為正則相反，在圓曲線中部前后，曲率變化率應(yīng)為0，否則曲線不圓順。

2 靜態(tài)設(shè)備病害整治

2.1 按“零誤差”作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)整治超限軌道幾何尺寸

（1）要求作業(yè)后軌距控制到0－1（mm），并用零過渡，變化率不超過0.5‰。軌向、高低、水平、方向不超過2mm，三角坑不超過3mm?？捶较蛘诬壘?，看高低整治水平，看水平整治高低等，所有作業(yè)必須綜合整治軌道幾何尺寸，防止“單打一”，作業(yè)時(shí)堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，考慮各項(xiàng)目的達(dá)標(biāo)工作，作業(yè)后要做好各方面的回檢工作。

（2）整治道岔轉(zhuǎn)轍部軌距、軌向時(shí)必須有電務(wù)配合，可用三根軌距桿先一次鎖死，之后上扣件恢復(fù)。

（3）抓好軌枕特別是岔區(qū)軌枕縱橫向位置的檢查，對一些位置不正確的軌枕進(jìn)行方正，消滅因軌枕位置不對，造成軌距、軌向超限及轍叉位置不正的問題。

（4）對道岔基本軌內(nèi)側(cè)軌底與滑床板間有間隙的，用專制鐵墊片填塞密實(shí)，防止電務(wù)裝連接桿及過車時(shí)造成軌距發(fā)生變化。

（5）消除尖軌（心軌）基軌不密、頂鐵不靠、扣件離縫、扣件松動，道岔軌下大墊板下嚴(yán)禁墊普通墊片作業(yè)，防止墊板受力不均。動態(tài)時(shí)鋼軌歪斜、扣件松動，并進(jìn)一步引發(fā)"暗吊"病害的發(fā)生，確保軌道幾何尺寸動態(tài)達(dá)標(biāo)。

2.2 消除線路大平大方向

定期使用全站儀對曲線、道岔進(jìn)行定位，就是從根本上解決我們?nèi)粘Ｔ诰S修作業(yè)中道岔定位不準(zhǔn)的問題，尤其是岔區(qū)的各種施工，必須在施工完畢后保證岔區(qū)平縱斷面的位置精確。利用儀器對岔區(qū)精確測量后，按測量的起撥道量進(jìn)行起撥道，定期檢測岔區(qū)位置是否變化，利用控制樁確保岔區(qū)大平大方向不發(fā)生變化。

2.3 消滅連續(xù)小方向、小高低（包括鋼軌不均勻側(cè)磨、波磨）

工區(qū)在日常的設(shè)備檢修過程中要加強(qiáng)對出現(xiàn)的小軌向、小高低的控制；密切觀測鋼軌是否有不均勻側(cè)磨；及時(shí)處理岔區(qū)連接零件缺少銹蝕失效問題；及時(shí)對出現(xiàn)的道床翻漿、暗坑、吊板進(jìn)行處理；對一些鋼軌硬彎、焊縫等軌向經(jīng)常變化地點(diǎn)要及時(shí)組織安設(shè)地錨拉桿控制；對岔區(qū)連續(xù)短軌地段進(jìn)行換軌處理，盡量減少接頭；對連續(xù)高、低焊頭進(jìn)行打磨，嚴(yán)重的切除。采取“搗墊結(jié)合”消滅小高低病害，“以改為主，以撥為輔”消滅小方向。

2.4 對軌道結(jié)構(gòu)薄弱處所的整治

加強(qiáng)對道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)拉桿處、電務(wù)跳線、車輛紅外線探頭處等不能正常搗固處所及焊縫、凍結(jié)接頭、道岔限位器處、轍叉部等軌面不平順部位薄弱處所扣件的檢查復(fù)緊，利用沖擊式內(nèi)燃搗鎬對以上處所及橋面打白暗吊地段進(jìn)行密實(shí)性搗固，消除道床不密實(shí)及線路暗坑。

2.5 對曲線平面精確測量定位，合理設(shè)置超高及順坡

利用全站儀測量曲線平面位置。按計(jì)算撥量對曲線進(jìn)行撥道恢復(fù)圓順狀態(tài)，消除曲線頭尾反彎、鵝頭，曲線在緩和曲線內(nèi)超高順坡變化率按速度等級設(shè)置，圓曲線內(nèi)超高設(shè)置誤差不得超過 ±1 mm，超高變化率不得超過0.5‰。曲線欠超高提速區(qū)段嚴(yán)格控制在75mm下，一般曲線應(yīng)控制在45mm以下，對緩和曲線及夾直線長度不足的結(jié)合線路大修及大機(jī)維修對曲線平面進(jìn)行優(yōu)化改造。

3 效果

通過對軌檢車資料的綜合分析，可以幫助車間、工區(qū)解決了生產(chǎn)實(shí)際問題，有效地提升了工務(wù)段軌控質(zhì)量。

責(zé)任編輯：萬寶安

來稿日期：2014-06-09