谈铁路轨检车病害分析与整治

陈彬

摘 要：随着我国列车技术的不断发展，利用轨检车对线路进行检查已成为铁路线路工务系统动态检测的主要手段。本文对铁路轨检车病害进行简要分析，并提出整治建议。

关键词：铁路;轨检车;病害;分析与整治

前言：轨道检查车是检查轨道病害、指导养护维修作业、保障行车安全的重要技术手段，也是实现轨道电算化管理的重要一环。为扩充检测能力，提高检测精度和速度，使轨检车能更准确、更全面的反映轨道状态，提高经济效益。

一、轨检车技术特点

随着列车运行速度的提高，行车密度的增大，在列车荷载的重复作用下，道床产生的下沉量不断增大，钢轨等线路设备的磨耗也不断加剧，通过一定运量后，线路就会产生各种各样的病害。轨检车检查线路全面、准确性高，用于指导线路养护维修，可以提高线路质量，确保行车安全;大机捣固线路的单价昂贵，通过对轨检车检测结果的分析，可以科学合理地安排大机作业计划，提高线路质量及旅客乘车舒适度，取得更大的经济效益。因此，如何充分利用轨检车检测结果指导养路工区对线路进行临时性的补修，及时处理超限处所和失格公里地段，确保行车安全;以及利用轨检车检测的轨道质量指数（TQI ）值科学合理地安排大型养路机械在该区段的线路综合维修计划变得非常必要。轨道检查车是检查轨道病害、指导轨道维修、保障行车安全的大型动态检测设备，也是实现轨道科学管理的重要手段，为此各国铁路都重视轨道检查车的开发和应用。轨道检查车的发展有近百年的历史，特别是20世纪70年代以来，欧、美、日等许多发达国家相继研究各种先进的轨道检测技术和新的测量原理，开发出应用现代高新技术的轨检车，提高了检测精度和速度，增加了检测功能，为保证线路运行的安全和舒适发挥了重要作用。

（一）采用捷联式检测系统结构

检测系统将所有传感器信号经模拟信号预处理后直接由A/D转换成数字信号，然后全部送入计算机，利用计算机进行信息处理，误差补偿和修正、数字滤波后合成轨道几何参数，然后进行超限检测、加权计算、汇总统计并输出轨道状态图表。该车结构简单，具有很高的精度和可靠性。

（二）采用先进测量原理

第一代、第二代轨检车均采用弦测法测量轨道高低和轨向，由于弦测法存在传递函数不恒等于1的固有缺陷，影响了测量精度，甚至出现失真现象。4型轨检车为克服弦测法的不足，采用惯性基准原理测量高低、水平和轨向，既能更真实地测量出轨道的实际状态，而且还可利用计算机将空间曲线转换成2. 5m， 5m，15m等不同弦长的波形，以便于现场人员用弦绳测量轨道状态时核对。

（三）应用当代高新检测技术

轨检车测量系统涉及多种精密传感器、机械传动构件、模拟信号处理和数字信号处理系统等多学科技术，在轨检车测量系统中是否应用高新技术和设备己成为现代化轨检车的重要标志。4型轨检车采用半导体激光器和伺服跟踪控制技术测量轨距;采用陀螺传感器和加速度补偿技术（CAS）测量水平和曲线超高;采用光电编码器测量速度和里程;采用模拟信号和数字信号混合处理技术测量高低和轨向，克服不同速度和正反向测量的影响。这一系列高新技术的应用，提高了轨检车的检测速度和精度，保证了轨检车连续动态测量的稳定性和可靠性。

（四）测量项目多、精度高

4型轨检车包括以下测量项目：轨道高低、水平、轨距、轨向、三角坑、曲线超高、曲率等轨道几何参数;车体垂直和水平振动加速度、轴箱振动加速度等车辆动力参数;列车运行速度及里程位置;检测公里标和百米标、道口、道岔、桥梁和轨距拉杆等线路标志。

二、严重的轨道不平顺对列车脱轨的影响。

轨道不平顺对车轨系统振动的影响很大，随着我国提速及高速铁路的发展，对轨道不平顺的要求越来越严，线路的养护维修工作量也越来越大。严重的高低不平顺引起的巨大轮轨作用力（相当于大大增加了轮重和轴重）将引起车辆剧烈的点头和浮沉振动，会使车轮大幅度减载，甚至悬浮。在曲线上或方向不良区段运行时，高低不平顺引起的车轮悬浮可能导致脱轨。如果严重减载的车轮上同时又有很大的侧向力作用，也很可能脱轨。此外，高低不平顺的幅值过大（约超过 25 毫米时）会使道床阻力显著降低，轮载引 起的钢轨垂向负挠度亦将增大，造成轨枕浮起，高低不平顺所引起的振动又使道床阻力进一步减小，因此易引起无缝线路发生动态涨轨跑道，导致列车倾覆。

扭曲不平顺即三角坑将使转向架出现三点支承一轮减载甚至悬浮的危险情况。我国刚度较大的货车在圆曲线上脱轨事故大多与轨道的扭曲不平顺有关，无论曲线和直线上严重的局部不平顺都可能引起车辆的剧烈侧滚和侧摆振动，导致脱轨系数过大而脱轨。轨检车选定三角坑的基长是 2.4 米，这是从脱轨试验分析中得出的。因为危及行车安全的三角坑主要为车辆的一组转向架两轴间的长度，在此长度内的三角坑病害容易造成一个车轮悬浮而导致脱轨。

高低、水平及三角坑（扭曲）的逻辑关系 水平是两股钢轨顶面的高度差称为水平。水平定義为轨道同 一断面内两股钢轨轨顶面的高差，以左高为正，右高为负。 水平不平顺，会使车辆产生侧滚，导致一侧车轮增载，另一侧减载，许多铁路专家认为曲线上严重的水平不平顺，往往是引起货车脱轨的重要原因。水平 = 左高低 - 右高低轨道上的三角坑即两股钢轨的共面性，表现为轨道顶面的扭曲状态，也就是两股钢轨顶面不在同一平面上。三角坑以一定范围内的水平差的变化量来表示。静态检查时每 6.25 米检查一次，以前后两点的水平正负误差的代数差来表示。三角坑反映了轨顶面的平面性，三角坑会使车辆产生三点支撑一点悬空，易造成脱轨，特别是当列车从圆曲线向缓和曲线运行时。三角坑为计算值，它是在一定长度范围内（2.4m）沿轨道方向前后两水平代数差。扭曲不平顺，将使转向架出现三轮支承一轮减载甚至悬浮的危险

三、轨检车病害查找的注意事项

有些在直线上看似小病害的问题没有得到解决。如轨距不顺，在直线上可能 5、6mm 不扣分，而在曲线就地段就会扣分，即使轨距不扣分，水平加速度也会扣分;同样， 扣件松动、扭力矩值不达标也会引起水平加速度扣分，因为扣件松动之后，不能提供足够的扣件阻力才抵抗列车运行时所产生的离心力，从而导致轨距扩大、曲线方向变化，严重时就会引起钢轨侧翻、螺栓和轨距杆剪断等病害，甚至危及行车安全。所以，在曲线上找平推车要综合考虑各种因素的影响，缓和曲线上的水平一定要做顺，因为轨检车包含设计超高的扭曲量，扭曲量的计算方法为前后连续的两个超高定点出的计算超高值之差。考虑扭曲量后，水平就有可能超限。平推车来之前还应对曲线正矢进行拨正，正矢变化率应尽量控制 3mm 以内;对轨距不顺也应进行改正，轨距应控制在“+2、-1”以内，每 6 根枕木轨距的轨距变化控制在 1mm 以内;连接零件缺损或松动，也要及时进行复紧或补充，只有这样才能使曲线的水平加速度扣分减少，提高线路优良率。

由于轨动检车在实际检查中存在顺向检查和逆向检查区分，因此，能否正确区分图上左右两股钢轨也是找准病害处所的关键，具体来说按轨检车的前进方向（瞭望窗为尾部），对应轨检车左边的为左股，对应轨检车右边的为右股，需要注意的是：五型车 ControlConsole 中如果设定了 Swap Rails 功能，具体对应关系要求添乘人员咨询当班的监测人员为准。

随着列车运行速度的不断提高，线路的养护维修研究工作仍在不断地进行着，是否永无止境。本论文只是谈铁路轨检车病害分析与整治的看法，还有大量的工作及更深层次的研究值得继续进行。

参考文献

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