轨检车检测数据的分析及应用

张 平 上海铁路局工务处

轨检车检测数据的分析及应用

张 平 上海铁路局工务处

通过对轨检车检测数据的综合分析，提出整治措施及解决办法，帮助现场解决生产实际问题。

轨检车；分析；应用

我局管内线路的既有线，分为普速、提速线路。现在常规动态检测手段有轨检车、晃车仪、添乘仪，如何充分利用好轨检车动态检测工具，帮助我们日常动静态检查，及时消灭线路设备病害，掌握和分析设备日常变化情况和规律，提高轨控质量，有必要对轨检车检测数据进行全面综合的分析，便于现场及时查找出静态病害，利于及时进行处理整治。

1 轨检车检测检测数据的分析及应用

轨检车检测线路质量时能实时提供各类检测检测数据、图表，工务系统工程技术人员正确地利用这些检测检测数据、图表来分析指导养护维修，对提高线路质量、保障行车安全平稳往往能达到事半功倍的效果。

1.1 轨检车检测检测数据的应用

现场轨道几何状态控制的基本做法是通过处理和控制低一级的超限来达到控制高一级超限的目的，即控制三级超限必须先控制一、二级超限，同时将一、二级超限资料作为现场编制静态养护计划的内容之一。

1.1.1 轨检车轨道质量指数（TQI.html）的应用

轨道质量指数从统计学的角度来说是一个离散性的指标，从轨道状态控制上来说是反映某一区段线路质量均衡程度。轨道质量指数报告表有两种用途。

（1）作为评价轨道质量的指标

轨道质量指数代表着某一区段轨道的整体质量，它不受检测标准和速度的影响，更能反映轨道的实际状态，作为衡量轨道质量的指标比扣分法更科学、更合理。运用轨道质量指数使不同等级线路，不同检测标准的轨道质量具有可比性。

（2）指导线路综合养护

轨道质量指数是轨道质量的综合反映，这一特性决定了它指导现场不是单一撬病害、单一项目的养护，而是对某一区段(通常200m)的综合养护。

①根据轨道质量指数值确定综合养护地点

轨道质量指数高的地段有相当比例是在道岔区，因此要对超过轨道质量指数管理限界值的地段进行核查，确定需要综合养护的地点。

②根据轨道质量指数分项指标确定综合养护的方法

某一区段(通常为200m)轨道质量指数由七项单项指数组成，即左高低、右高低、左轨向、右轨向、轨距、水平、三角坑，因此在养护前应分析轨道质量指数分项指数。若该区段大部分单项指数均较高，则对该区段需进行全项目的养护；若该区段仅有某一项或两项指数较高 (如高低不良)，则只需对高低进行综合养护，如全起全捣。

1.1.2 曲线摘要报告表（CURVES.html）的应用

曲线是线路的薄弱环节，是养护的重点，可以利用曲线摘要报告表来控制曲线的圆顺度。首先在曲线摘要报告表里，给出了该条曲线中影响列车通过速度的控制点位置及该点主要技术参数，该点也是整条曲线状态中最差的一点，这给曲线养护和曲线状态控制指明了方向。其中，可以利用曲线摘要报告表中的主要实测技术参数(如平均半径、平均正矢、平均超高)，以及轨道状态波形图中的左、右轨向、轨距和水平状态波形图来整治曲线。

1.1.3 区段总结报告表（SECSUMMARY. html）的应用

区段总结报告表中有两个重要的信息对指导现场养护工作很有意义。

（1）各项目的扣分百分比：标明某一单位轨道质量动态出分的分布，是下一步进行线路养护和轨控的着重点。

（2）平均每公里一、二、三、四级超限的数量：如果平均每公里一、二、三、四级超限的数量较多，则说明轨道几何状态较差，日后的养护工作应以轨面养护为主；如果没有三、四级超限，平均每公里二级超限也很少，则说明轨道几何状态控制较好，日后的养护工作应以结构养护为主，控制作业质量。

1.2 轨检车超限病害的查找

在实时动态测量过程中轨道几何测量系统对轨道几何测量结果进行分析，然后根据“轨道动态管理标准”判断出轨道几何测量项目的超限值即“线路病害”。准确地判断、查找和消除线路病害，既能有效维护好线路设备，又能提高线路养护工作的效率。下面介绍几种查找病害位置的主要方法：

（1）根据里程位置查找病害

在超限报告上病害的位置是检测系统给出的对应里程位置，从波形图上也能找到超限报告上的所有病害的一一对应里程位置。使用这种方法查找病害的里程位置是很直观、简便的，线路维修人员一般都采用此方法来查找病害的里程位置。波形图上显示的里程位置是检测系统通过轴箱编码器纪录的里程位置，里程位置还可以依据GPS预置的点位利用GPS加以修正，也可以采用人工设置（打点）的方法来修正里程位置。里程位置设置的越准确，病害位置的查找就越方便。然而，GPS的预置点位和GPS定位都存在误差，尤其是线路变化和长短链的出现，如没有及时更正GPS预置点，则使线路的实际里程位置和波形图上的里程位置偏差就较大。

（2）根据地面标志查找病害

地面标志装置是安装在轨距吊梁中部的电磁传感器（ALD）。ALD的工作原理是接近金属物体而发生电磁感应，从而引起电压值的变化，在波形图中形成脉冲曲线。波形图上的地面标志主要有道岔、道口、桥梁护轨和轨距拉杆等标志。

道岔标志反映的是道岔的导曲轨的位置，其中间的峰值位置是传感器电压值最大的位置，即对应的是导曲轨的中部位置。

平交道口处在轨道中心一般有钢筋混凝土板和其钢板约束，当ALD传感器从上面经过时产生感应，产生高电压信号，在波形图上形成矩形标志，尤其是大道口更为明显，矩形的中部即为道口的中心位置。

桥梁护轨标志反映的是整个护轨的位置，在波形图上形成两头护轨梭头峰值较高，中间值较低的情形。

ALD脉冲值是受温度变化而影响。轨距拉杆标志在ALD的放大值较大时能显示出为一条竖直的直线，当天气温差变化较大或雨天使放大值变小时就不容易出现。

（3）根据曲线特征点查找病害

依据曲线的直缓点、缓圆点、圆缓点和缓直点等特征点的相对位置可以有效查找到线路的病害位置。直缓点、缓圆点、圆缓点和缓直点的相对位置来查找病害位置。

利用地面标志和曲线特征点的相对位置查找临近的病害位置的准确度较高，是查找线路病害位置的极有效的方法。

1.3 轨检车超限处所的现场复核

1.3.1 直接复核法

根据轨道状态波形图、一级及以上超限报表等检测信息资料所提供的超限病害信息直接在现场复核。

1.3.2 特征点复核法

利用轨道状态波形图提供的公里标、道岔、道口、桥梁、曲线等特征，推算出与需复核超限病害的相对距离（里程修定）。在现场复核时，先找到如上所述特征点(特征点在线路现场容易找)，再根据状态波形图的相对位置，确定病害点的位置，进行超限病害查找复核。

1.3.3 参照复核法

在现场复核超限病害时，可先找幅值较大的、明显的、比较容易确定的病害点(如高低、方向等)，再在状态波形图上根据病害点之间相对位置，在地面上查找复核其他病害。

现场复核病害时，直接复核法、特征点复核法及参照复核法三种方法可穿插交替使用。

1.4 轨检车检测病害的成因分析

1.4.1 高低不平顺病害的危害及成因分析

众所周知，高低不平顺(简称高低)会增加列车通过时的冲击动力，加速轨道结构和道床的变形，对车辆设备、列车行车安全构成危害，其危害大小与高低的幅值、变化率成正比，与高低波长成反比。对车辆影响较大的高低有三种。

第一种：波长在2m以内的高低，其特征幅值较小、波长较短，但变化率较大，对车轮的作用力也较大，如列车速度为60～110（km/h）时，高低引起的激振频率接近客车转向架的自振频率，将产生很大的轴箱垂直振动加速度。引起这种类型高低的因素主要为接头低扣、大轨缝及钢轨打塌、掉块、鞍磨等。

第二种：波长在10m左右的高低，现场较常见。其特征幅值较大、波长较长，能使车体产生沉浮和点头振动。如列车速度为60～110（km/h）时，高低引起的激振频率接近客车车体自振频率，将产生较大的车体垂直振动。这种类型的高低易产生在桥头、道口、隧道、涵洞、道床翻浆地段软硬接合部。

第三种：波长在20m左右的高低，其特征是幅值较大、波长较长，能使车体产生点头振动，当车体振幅方向与高低振幅方向相同时，将使车体产生较大振动，这种高低较少，现场工作人员容易忽视。因此，现场检查高低所用的弦绳应携带20m，在检查时用任意弦测量。

1.4.2 轨距病害的危害及成因分析

轨距病害幅值过大或过小，在其他因素作用下，可能会引起列车脱轨或爬轨。影响轨距偏差值主要有以下几个方面：

（1）轨道结构不良--如钢轨肥边、硬弯、曲线不均匀侧磨、枕木失效、扣件爬离、轨距挡板磨耗、提速道岔基本轨刨切等。

（2）几何尺寸不良--如轨距超限、轨距递减不顺、方向不良等。

（3）框架刚度减弱--扣件扣压力不足、轨道外侧扣件离缝等。

1.4.3 轨向病害的危害及成因分析

轨向检测项目是评价直线轨道的平直度和曲线轨道的圆顺度。轨向病害过大会使车轮受到横向冲击，引起车辆左右晃动和车体摇摆振动，对列车的平稳度和舒适度产生较大影响，加速轨道结构和道床的变形。影响轨向偏差值主要有以下几个方面：

（1）几何尺寸不良--直线区段方向不良、曲线区段不圆顺(正矢超限)、轨距递减不顺等。

（2）轨道结构不良--钢轨硬弯、不均匀磨耗、焊缝不良等。

（3）框架刚度减弱--扣件扣压力不足、轨道弹性不均匀挤开等。 ．

1.4.4 水平病害的危害及成因分析

水平病害偏差值过大将使车辆产生倾斜和侧滚振动，引起轮轨作用力变化。当水平超限幅值和运行速度一定时，其短波水平超限比长波水平超限对车辆产生的影响大。影响水平偏差值主要有以下几个方面：

（1）习惯做法--现场作业人员习惯将轨道做成一股高，人为造成水平偏差值。

（2）两股钢轨下沉量不一致。

（3）一股钢轨有空吊、暗坑现象。

（4）缓和曲线超高顺坡不良。

1.4.5 三角坑病害的危害及成因分析

三角坑病害偏差值过大，会引起轮轨作用力变化，从而影响行车平稳性，其高点会使车辆出现侧滚，同时对车体附加一个垂直力，使车辆产生垂直振动；其低点会使车轮悬空减载，同时使车辆转向架扭曲变形，在其他因素作用下可能造成列车脱轨。影响三角坑偏差值主要是空吊、暗坑、反撬水平、缓和曲线超高顺坡不良(缓圆点、圆缓点易出三角坑)等。

1.4.6 车体振动加速度病害的危害及成因分析

车体振动加速度(垂直振动加速度、水平振动加速度)病害过大，直接影响列车的平稳度、旅客的舒适度，在其他因素作用下可能引起列车脱轨。它的偏差值大小除了与车辆构造有关外，还与列车速度、轨道结构状态、轨道各种不平顺的幅值、波长、分布及变化率等有关，是轨道质量状态的综合反映。影响车体振动加速度主要有以下几个方面：

（1）轨道几何状态不良(如高低不平顺、轨面波浪磨耗等)、接头综合状态不良(如错牙、大轨缝、低扣、打塌、掉块、鞍磨等)、道床弹性不良(如板结、翻浆、线桥、线道、新老路基结合部等)及多种病害叠加对垂直振动加速度偏差值影响较大。

（2）曲线、道岔区连续小方向(硬弯)、轨距递增不顺、钢轨直线区段交替不均匀磨耗、逆向位复合不平顺(如水平、轨向)、曲线超高设置与即时速度不匹配(如欠超高、过超高)及多种病害的叠加等对水平振动加速度偏差值影响较大。

1.5 轨检车波形图分析

（1）高低与水平、三角坑对比分析。小高低不良容易导致70m高低不良，小高低不良容易产生水平，水平不良容易产生三角坑，且在动态条件下，高低对线路空掉的反映最为敏感。因此在分析波形时，可将高低、水平、三角坑三项移到一起进行对比分析，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长度为1m的高低，容易引起70m高低、水平、三角坑的不良，进而导致横向加速度、横加变化率、垂加的超限，因此处理一处，可同时消除5项不良病害的产生。同时，通过波形分析，可找出局部接近超限的不平顺，及时安排预防性修理，为增强设备储备提供条件。

（2）轨向与轨距、变化率波形分析：轨距、轨向、变化率紧密相连，通过对其图纸分析，可以确定不良处所是拨、是改，还是拨改结合，提供准确作业方法。

（3）曲率与变化率波形：直线地段不应有大的曲率和曲率变化率，若有，纳入整治计划进行拨道处理。曲线上曲率与曲率变化率在图纸上的位置相反，若曲率为正，则曲率变化率为负，若曲率为正则相反，在圆曲线中部前后，曲率变化率应为0，否则曲线不圆顺。

2 静态设备病害整治

2.1 按“零误差”作业标准整治超限轨道几何尺寸

（1）要求作业后轨距控制到0－1（mm），并用零过渡，变化率不超过0.5‰。轨向、高低、水平、方向不超过2mm，三角坑不超过3mm。看方向整治轨距，看高低整治水平，看水平整治高低等，所有作业必须综合整治轨道几何尺寸，防止“单打一”，作业时坚持标准化作业，考虑各项目的达标工作，作业后要做好各方面的回检工作。

（2）整治道岔转辙部轨距、轨向时必须有电务配合，可用三根轨距杆先一次锁死，之后上扣件恢复。

（3）抓好轨枕特别是岔区轨枕纵横向位置的检查，对一些位置不正确的轨枕进行方正，消灭因轨枕位置不对，造成轨距、轨向超限及辙叉位置不正的问题。

（4）对道岔基本轨内侧轨底与滑床板间有间隙的，用专制铁垫片填塞密实，防止电务装连接杆及过车时造成轨距发生变化。

（5）消除尖轨（心轨）基轨不密、顶铁不靠、扣件离缝、扣件松动，道岔轨下大垫板下严禁垫普通垫片作业，防止垫板受力不均。动态时钢轨歪斜、扣件松动，并进一步引发"暗吊"病害的发生，确保轨道几何尺寸动态达标。

2.2 消除线路大平大方向

定期使用全站仪对曲线、道岔进行定位，就是从根本上解决我们日常在维修作业中道岔定位不准的问题，尤其是岔区的各种施工，必须在施工完毕后保证岔区平纵断面的位置精确。利用仪器对岔区精确测量后，按测量的起拨道量进行起拨道，定期检测岔区位置是否变化，利用控制桩确保岔区大平大方向不发生变化。

2.3 消灭连续小方向、小高低（包括钢轨不均匀侧磨、波磨）

工区在日常的设备检修过程中要加强对出现的小轨向、小高低的控制；密切观测钢轨是否有不均匀侧磨；及时处理岔区连接零件缺少锈蚀失效问题；及时对出现的道床翻浆、暗坑、吊板进行处理；对一些钢轨硬弯、焊缝等轨向经常变化地点要及时组织安设地锚拉杆控制；对岔区连续短轨地段进行换轨处理，尽量减少接头；对连续高、低焊头进行打磨，严重的切除。采取“捣垫结合”消灭小高低病害，“以改为主，以拨为辅”消灭小方向。

2.4 对轨道结构薄弱处所的整治

加强对道岔转辙机拉杆处、电务跳线、车辆红外线探头处等不能正常捣固处所及焊缝、冻结接头、道岔限位器处、辙叉部等轨面不平顺部位薄弱处所扣件的检查复紧，利用冲击式内燃捣镐对以上处所及桥面打白暗吊地段进行密实性捣固，消除道床不密实及线路暗坑。

2.5 对曲线平面精确测量定位，合理设置超高及顺坡

利用全站仪测量曲线平面位置。按计算拨量对曲线进行拨道恢复圆顺状态，消除曲线头尾反弯、鹅头，曲线在缓和曲线内超高顺坡变化率按速度等级设置，圆曲线内超高设置误差不得超过 ±1 mm，超高变化率不得超过0.5‰。曲线欠超高提速区段严格控制在75mm下，一般曲线应控制在45mm以下，对缓和曲线及夹直线长度不足的结合线路大修及大机维修对曲线平面进行优化改造。

3 效果

通过对轨检车资料的综合分析，可以帮助车间、工区解决了生产实际问题，有效地提升了工务段轨控质量。

责任编辑：万宝安

来稿日期：2014-06-09