軌道動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)中軌向病害的分析與應(yīng)用研究

1 前言

軌向病害是造成重復(fù)和嚴(yán)重晃車、影響到安全性和舒適性的主要原因。這種病害在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際中具有季節(jié)性變化明顯、變化較快、極易反復(fù)的特點(diǎn)。軌向在軌道動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)中是一項(xiàng)重要檢測(cè)指標(biāo)，也是軌向病害在動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)中的動(dòng)態(tài)輸出。其在動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)的體現(xiàn)與判斷上具有變化頻繁、干擾因素較多、難于準(zhǔn)確判定的特點(diǎn)。動(dòng)態(tài)檢測(cè)與靜態(tài)檢測(cè)存在諸多方面的差異，現(xiàn)場(chǎng)整治過程中對(duì)病害經(jīng)常認(rèn)識(shí)不到位，致使作業(yè)方法不當(dāng)，作業(yè)質(zhì)量不高，不能徹底消除病害，從而重復(fù)晃車。

本文結(jié)合普速鐵路軌道動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)中的幾種特殊位置軌向的波形和病害情況展開分析和研究，探討軌向病害產(chǎn)生的原因及軌向的波形在實(shí)際整治中的應(yīng)用。

2 認(rèn)識(shí)和掌握動(dòng)態(tài)檢測(cè)與靜態(tài)檢測(cè)的差異

2.1 動(dòng)態(tài)測(cè)量是指通過軌道檢查車在運(yùn)行中的測(cè)量，靜態(tài)測(cè)量是用軌道檢查儀對(duì)軌道靜止?fàn)顟B(tài)的測(cè)量。動(dòng)態(tài)測(cè)量輸出為濾除長(zhǎng)波長(zhǎng)成分的擬空間曲線輸出，而靜態(tài)測(cè)量采用的是弦測(cè)法。由于這兩種測(cè)量形式存在諸多方面的不同，所以它們所對(duì)應(yīng)的軌道不平順濾波特性之間的異同較大。弦測(cè)法對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)的軌道不平順有極大衰減作用，短波長(zhǎng)不平順隨波長(zhǎng)不同而產(chǎn)生起伏振蕩效應(yīng)，并不像軌道檢查車的擬空間曲線輸出在短波處有近似唯一的幅頻響應(yīng)特性，所以動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)的輸出的實(shí)際應(yīng)用更加精確[1]。

2.2 在列車動(dòng)荷載作用下，鋼軌工作邊在車輪輪緣產(chǎn)生橫向沖擊下會(huì)存在沿著橫向沖擊力方向的微小位移，俗稱擠開量。它會(huì)隨橫向沖擊力的大小、聯(lián)結(jié)零件的種類及緊固程度、鋼軌材質(zhì)及型號(hào)發(fā)生變化而變化，在曲線上股側(cè)磨及聯(lián)結(jié)零件扣壓力不足地段表現(xiàn)更為突出，這一變化數(shù)值在靜態(tài)測(cè)量中無法體現(xiàn)。

2.3 軌向采樣點(diǎn)位置的不同造成測(cè)量結(jié)果也不同。動(dòng)態(tài)測(cè)量取樣是左右兩股鋼軌工作踏面下16mm處鋼軌工作邊位置的實(shí)時(shí)輸出；靜態(tài)檢查尤其是手工檢查，在曲線下股、道岔的個(gè)別部位、鋼軌硬彎、磨耗或肥邊等處難以體現(xiàn)。

3 道岔區(qū)域軌向動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析和研究

3.1 岔區(qū)動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)中軌向因道岔的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在結(jié)構(gòu)性軌向，具有干擾因素較多、難于判別的特點(diǎn)。靜態(tài)檢查也因其結(jié)構(gòu)性有些項(xiàng)目檢測(cè)不了（例如在導(dǎo)曲線實(shí)際起點(diǎn)處和尖軌中不檢查水平，只檢測(cè)長(zhǎng)平），靜態(tài)軌向檢測(cè)依靠直基本軌非工作邊軌向及各部幾何尺寸支撐，難于管控。

3.2 分析下圖，波形中附帶曲線頭尾、道岔導(dǎo)曲線部分為結(jié)構(gòu)性軌向，不構(gòu)成軌向病害，所以不予分析。標(biāo)注的固定翼轍叉處是一組正線向?qū)Ｓ镁€開叉的正線道岔，左側(cè)單邊軌距因固定翼轍叉有害空間而產(chǎn)生高頻干擾，方向與軌向方向相反，直股通過岔群檢測(cè)為16.28的軌向Ⅲ級(jí)病害（120km/h 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)），在動(dòng)態(tài)檢測(cè)過程中如果考慮固定型轍叉的有害空間部分而不檢查軌距、軌向，則該處會(huì)形成結(jié)構(gòu)性病害?，F(xiàn)場(chǎng)靜態(tài)檢查該處也沒有大峰值，通過結(jié)合車站配線圖分析該處應(yīng)為該站1號(hào)道岔，無論列車正線通過車站還是側(cè)向停車，該處道岔列車均為直股通過，并且轍叉位置距離正線曲線終點(diǎn)距離非常近，故判斷該處病害為曲線終點(diǎn)順坡不良造成的軌向病害[2]?，F(xiàn)場(chǎng)結(jié)合動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)整修后再次檢測(cè)時(shí)峰值降低為7.91軌向Ⅰ級(jí)病害，說明該處病害確實(shí)存在。

3.3 分析下面軌道動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)波形圖，從波形圖上可以看出，整個(gè)岔區(qū)軌距軌向高頻振動(dòng)明顯，峰值為13.85的軌向Ⅲ級(jí)病害（160km/h 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)），該處軌距峰值9.16mm，并與軌向波形相似；該處橫向加速度沒有明顯變化，判斷該軌向Ⅲ級(jí)病害是由單邊軌距擴(kuò)大引起。靜態(tài)檢查里程位置為K984+337，是該站6號(hào)道岔尖軌尖端，6號(hào)道岔尖軌附近兩股鋼軌均有6mm的軌向，軌向極值點(diǎn)發(fā)生在尖軌尖端位置。該處?kù)o態(tài)檢查軌距大5mm，按靜態(tài)檢查結(jié)果構(gòu)不成13.85的軌向Ⅲ級(jí)病害，經(jīng)過多次復(fù)核，找到病害的主要原因是直基本軌刨切點(diǎn)處有垂磨病害，從而導(dǎo)致軌距檢測(cè)光點(diǎn)打到刨切處，引起軌距進(jìn)一步加大；其與該處原有軌向疊加，結(jié)合形成軌向Ⅲ級(jí)病害，整修處理后該處軌向Ⅲ級(jí)病害消失。

3.4 結(jié)合病害分析思考得出，直股通過道岔的軌向動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)引起重視，加強(qiáng)道岔部位軌向動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析是補(bǔ)強(qiáng)道岔精準(zhǔn)維修的有力手段之一。

4 圓曲線大軌向動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析和研究

分析下面波形圖，峰值為22.23的軌向Ⅲ級(jí)病害（80km/h 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)），結(jié)合超高和曲率變化，確定該處病害位于圓曲線內(nèi)；但由于橫向加速度變化不大，比對(duì)上一檢測(cè)周期軌道動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)波形圖，該處除軌向外其余項(xiàng)目均無明顯變化，判斷有干擾的可能。如果發(fā)生在直線地段，則可以直接判定過沖或電磁干擾造成的無效檢測(cè)數(shù)據(jù)為檢驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果，增強(qiáng)檢測(cè)判斷的準(zhǔn)確性，及時(shí)進(jìn)行反向檢測(cè)并得到相同的數(shù)據(jù)，安排現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核排查沒有干擾源（如圖）；基層站段添乘檢查記錄，該地段也沒有晃車點(diǎn)，在經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查曲線正矢發(fā)現(xiàn)正矢連續(xù)差達(dá)到17mm[3]。經(jīng)撥道整治后，在后一次檢測(cè)中該處大軌向病害消失，故判定該軌向Ⅲ級(jí)病害是由于曲線正矢連續(xù)差過大造成。同時(shí)，思考在小半徑曲線的大角度扭轉(zhuǎn)過程中，在橫向加速度輸出中曲線的不圓順存有耦合削波，列車運(yùn)行無較大晃動(dòng)反映，動(dòng)態(tài)檢測(cè)過程中應(yīng)該引起重視。

5 結(jié)語(yǔ)

軌向病害是造成線路晃車、影響到安全性和舒適性的主要原因之一。對(duì)幾種特殊位置軌向的波形和病害情況展開分析和研究，能夠不同程度地反映出軌向病害發(fā)生在特殊位置的隱秘性和病害構(gòu)成的多樣性；同時(shí)，大量事實(shí)也證明了利用動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)的地面標(biāo)志物或者通過靜態(tài)檢查數(shù)據(jù)復(fù)核動(dòng)態(tài)檢測(cè)波形趨勢(shì)，能夠精確找到病害位置。使用動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)值精準(zhǔn)研究作業(yè)方法是徹底整治軌向病害最簡(jiǎn)潔且有效的手段。