轨道动态检测数据中轨向病害的分析与应用研究

1 前言

轨向病害是造成重复和严重晃车、影响到安全性和舒适性的主要原因。这种病害在现场实际中具有季节性变化明显、变化较快、极易反复的特点。轨向在轨道动态检测数据中是一项重要检测指标，也是轨向病害在动态检测数据中的动态输出。其在动态检测数据的体现与判断上具有变化频繁、干扰因素较多、难于准确判定的特点。动态检测与静态检测存在诸多方面的差异，现场整治过程中对病害经常认识不到位，致使作业方法不当，作业质量不高，不能彻底消除病害，从而重复晃车。

本文结合普速铁路轨道动态检测数据中的几种特殊位置轨向的波形和病害情况展开分析和研究，探讨轨向病害产生的原因及轨向的波形在实际整治中的应用。

2 认识和掌握动态检测与静态检测的差异

2.1 动态测量是指通过轨道检查车在运行中的测量，静态测量是用轨道检查仪对轨道静止状态的测量。动态测量输出为滤除长波长成分的拟空间曲线输出，而静态测量采用的是弦测法。由于这两种测量形式存在诸多方面的不同，所以它们所对应的轨道不平顺滤波特性之间的异同较大。弦测法对长波长的轨道不平顺有极大衰减作用，短波长不平顺随波长不同而产生起伏振荡效应，并不像轨道检查车的拟空间曲线输出在短波处有近似唯一的幅频响应特性，所以动态检测数据的输出的实际应用更加精确[1]。

2.2 在列车动荷载作用下，钢轨工作边在车轮轮缘产生横向冲击下会存在沿着横向冲击力方向的微小位移，俗称挤开量。它会随横向冲击力的大小、联结零件的种类及紧固程度、钢轨材质及型号发生变化而变化，在曲线上股侧磨及联结零件扣压力不足地段表现更为突出，这一变化数值在静态测量中无法体现。

2.3 轨向采样点位置的不同造成测量结果也不同。动态测量取样是左右两股钢轨工作踏面下16mm处钢轨工作边位置的实时输出；静态检查尤其是手工检查，在曲线下股、道岔的个别部位、钢轨硬弯、磨耗或肥边等处难以体现。

3 道岔区域轨向动态检测数据分析和研究

3.1 岔区动态检测数据中轨向因道岔的结构复杂，存在结构性轨向，具有干扰因素较多、难于判别的特点。静态检查也因其结构性有些项目检测不了（例如在导曲线实际起点处和尖轨中不检查水平，只检测长平），静态轨向检测依靠直基本轨非工作边轨向及各部几何尺寸支撑，难于管控。

3.2 分析下图，波形中附带曲线头尾、道岔导曲线部分为结构性轨向，不构成轨向病害，所以不予分析。标注的固定翼辙叉处是一组正线向专用线开叉的正线道岔，左侧单边轨距因固定翼辙叉有害空间而产生高频干扰，方向与轨向方向相反，直股通过岔群检测为16.28的轨向Ⅲ级病害（120km/h 检测标准），在动态检测过程中如果考虑固定型辙叉的有害空间部分而不检查轨距、轨向，则该处会形成结构性病害。现场静态检查该处也没有大峰值，通过结合车站配线图分析该处应为该站1号道岔，无论列车正线通过车站还是侧向停车，该处道岔列车均为直股通过，并且辙叉位置距离正线曲线终点距离非常近，故判断该处病害为曲线终点顺坡不良造成的轨向病害[2]。现场结合动态检测数据整修后再次检测时峰值降低为7.91轨向Ⅰ级病害，说明该处病害确实存在。

3.3 分析下面轨道动态检测数据波形图，从波形图上可以看出，整个岔区轨距轨向高频振动明显，峰值为13.85的轨向Ⅲ级病害（160km/h 检测标准），该处轨距峰值9.16mm，并与轨向波形相似；该处横向加速度没有明显变化，判断该轨向Ⅲ级病害是由单边轨距扩大引起。静态检查里程位置为K984+337，是该站6号道岔尖轨尖端，6号道岔尖轨附近两股钢轨均有6mm的轨向，轨向极值点发生在尖轨尖端位置。该处静态检查轨距大5mm，按静态检查结果构不成13.85的轨向Ⅲ级病害，经过多次复核，找到病害的主要原因是直基本轨刨切点处有垂磨病害，从而导致轨距检测光点打到刨切处，引起轨距进一步加大；其与该处原有轨向叠加，结合形成轨向Ⅲ级病害，整修处理后该处轨向Ⅲ级病害消失。

3.4 结合病害分析思考得出，直股通过道岔的轨向动态检测数据应引起重视，加强道岔部位轨向动态检测数据分析是补强道岔精准维修的有力手段之一。

4 圆曲线大轨向动态检测数据分析和研究

分析下面波形图，峰值为22.23的轨向Ⅲ级病害（80km/h 检测标准），结合超高和曲率变化，确定该处病害位于圆曲线内；但由于横向加速度变化不大，比对上一检测周期轨道动态检测数据波形图，该处除轨向外其余项目均无明显变化，判断有干扰的可能。如果发生在直线地段，则可以直接判定过冲或电磁干扰造成的无效检测数据为检验检测结果，增强检测判断的准确性，及时进行反向检测并得到相同的数据，安排现场复核排查没有干扰源（如图）；基层站段添乘检查记录，该地段也没有晃车点，在经现场检查曲线正矢发现正矢连续差达到17mm[3]。经拨道整治后，在后一次检测中该处大轨向病害消失，故判定该轨向Ⅲ级病害是由于曲线正矢连续差过大造成。同时，思考在小半径曲线的大角度扭转过程中，在横向加速度输出中曲线的不圆顺存有耦合削波，列车运行无较大晃动反映，动态检测过程中应该引起重视。

5 结语

轨向病害是造成线路晃车、影响到安全性和舒适性的主要原因之一。对几种特殊位置轨向的波形和病害情况展开分析和研究，能够不同程度地反映出轨向病害发生在特殊位置的隐秘性和病害构成的多样性；同时，大量事实也证明了利用动态检测数据的地面标志物或者通过静态检查数据复核动态检测波形趋势，能够精确找到病害位置。使用动态检测数值精准研究作业方法是彻底整治轨向病害最简洁且有效的手段。