軌檢車檢測(cè)資料在鐵路線路病害分析中的應(yīng)用

曾 錕

（湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，衡陽(yáng) 421001）

1 超限病害的查找

1.1 利用軌道狀態(tài)波形圖查找

軌檢車在運(yùn)行過程中,標(biāo)識(shí)里程與線路實(shí)際里程存在誤差，并利用軌道狀態(tài)波形圖來確定線路病害是非常重要的工作。

首先，要選好每個(gè)區(qū)段的特征點(diǎn)，保證線路里程的準(zhǔn)確性，站內(nèi)宜選定一組道岔作為參考點(diǎn)，區(qū)間有橋梁時(shí)選定一個(gè)梭頭作為參考點(diǎn)。

其次，為保證里程的準(zhǔn)確，校核里程區(qū)段應(yīng)不能大于10km，特殊地段不能大于20km。

1.2 利用超限報(bào)表查找

軌檢車、動(dòng)檢車可即時(shí)提供3級(jí)病害超限報(bào)表，檢測(cè)結(jié)束后，還可通過統(tǒng)計(jì)軟件，提供2級(jí)及以上超限報(bào)表，并可直接從報(bào)表上查找和確定各項(xiàng)目2、3級(jí)超限幅值以及具體里程位置。

1.3 利用編輯終端屏幕查找

軌檢車各檢測(cè)項(xiàng)目出現(xiàn)1、2、3、4級(jí)超限的幅值、里程位置和長(zhǎng)度是，可以直接在軌道檢查車、軌道動(dòng)態(tài)檢查車的終端編輯屏幕上查看，也可通過數(shù)據(jù)分析獲得。

2 病害超限分析方法

病害超限分析方法可以分為兩種情況：一是對(duì)高低、水平、三角坑、軌距以及軌向等幾何尺寸進(jìn)行分析;二是對(duì)車體振動(dòng)加速度（包括水平加速度和垂直加速度）進(jìn)行分析。

2.1 直觀分析法

對(duì)高低、水平、三角坑、軌距、軌向等幾何尺寸的分析，比較簡(jiǎn)單直觀，因此叫做直觀分析法。利用前面說過的查找病害的方法，迅速準(zhǔn)確的找到病害實(shí)際地點(diǎn)之后，要做的就是用道尺、弦繩、鋼板尺等工具復(fù)核該處幾何尺寸超限情況，根據(jù)超限項(xiàng)目、超限峰值以及超限長(zhǎng)度確定作業(yè)方法和作業(yè)量。

由于幾何尺寸超限能夠很直觀的測(cè)量出，最為關(guān)鍵的就是提出整改措施，從現(xiàn)場(chǎng)3、4級(jí)分的規(guī)律來看，整改中存在的主要問題有對(duì)道口、橋頭的高低超限，不是從道口、橋頭入手，往往是向兩側(cè)順坡；整治低接頭時(shí)盲目抬高，預(yù)留沉降過大，形成高接頭，低小腰；對(duì)道岔部位的水平、三角坑超限，整改時(shí)不重視搗固質(zhì)量，不重視現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)驗(yàn)收，造成新的彈性不勻，形成新的水平、三角坑超限；對(duì)曲線的方向問題，長(zhǎng)期用目測(cè)、憑經(jīng)驗(yàn)撥道，容易造成曲線鵝頭、反彎以及夾直線變短等病害。同時(shí)，曲線正矢的測(cè)量長(zhǎng)期采用固定測(cè)量點(diǎn)測(cè)量也是一個(gè)弊端，應(yīng)加密測(cè)量，控制正矢變化率。

2.2 綜合分析法

車體水平加速度和垂直加速度本身是路基、軌道與列車共同作用的表現(xiàn)（綜合反映量），因此分析病害成因時(shí)，應(yīng)結(jié)合圖紙資料，綜合分析成因，最終對(duì)癥下藥。

3 車體水平加速度的影響因素分析

影響車體水平加速度的主要因素有行車速度、車體自重、抗震性能、曲線超高量的設(shè)置、曲線的圓順度、軌向與水平的復(fù)合不平順、軌向諧振波以及軌距變化率等。在行車速度及軌檢車基本確定的情況下，導(dǎo)致車體水平加速度的主要為下述后五種因素，但具體是哪些因素造成的，要依據(jù)軌檢車提供的波形圖并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查確定。

3.1 曲線超高量的設(shè)置對(duì)車體水平加速度的影響

絕大多數(shù)的水平加速度超限發(fā)生在曲線上，并且和曲線的超高設(shè)置有關(guān)。我國(guó)鐵路客貨混跑且速度差別較大，曲線超高設(shè)置比較困難，對(duì)客車而言往往欠超高，對(duì)貨車而言則是過超高，尤其是800m以下的小半徑曲線，矛盾更加突出。

判斷曲線超高是否合理，首先從波形圖上的超高波形上讀出實(shí)際超高（超高量顯示比例為1：6，單位為mm），也可現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。然后根據(jù)超限資料提供的速度，結(jié)合曲線半徑，計(jì)算出理論超高量，兩者進(jìn)行對(duì)比，看欠超高是否超過了允許值，如果欠超高過大則應(yīng)重新測(cè)速后，重新調(diào)整超高。

3.2 曲線的圓順度對(duì)車體水平加速度的影響

曲線的圓順度表明曲線上的軌向是否良好，曲率是否變化均勻。在波形圖上，觀察相應(yīng)的軌向、曲率和曲率變化率波形，查看是否存在波長(zhǎng)較短的大軌向，特別是直緩點(diǎn)、緩圓點(diǎn)以及曲線內(nèi)的接頭等處容易出現(xiàn)軌向的突變，導(dǎo)致車體水平加速度超限。

3.3 軌向與水平的復(fù)合不平順對(duì)車體水平加速度的影響

當(dāng)某段線路同時(shí)出現(xiàn)軌向不良和水平不良時(shí)，這種現(xiàn)象稱之為軌向與水平的復(fù)合不平順。如軌向向外股鼓出，但是外股卻比內(nèi)股低；或軌向向內(nèi)股鼓出，內(nèi)股卻比外股低的情況。無論哪種情形，車體在通過該點(diǎn)時(shí)，在水平方向上受的力都是離心力與重力的分力之和，極易引起列車脫軌甚至顛覆。在波形圖上判斷時(shí)，主要看該點(diǎn)的軌向與水平是否方向相反，軌向輸出有滯后的應(yīng)扣除滯后影響，必要時(shí)應(yīng)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查。

3.4 軌距及軌距變化率超限對(duì)車體水平加速度的影響

軌距變化率過大會(huì)引起輪對(duì)游間忽大忽小，從而導(dǎo)致列車在運(yùn)行過程中產(chǎn)生蛇形運(yùn)動(dòng)，左右搖晃加劇。通過對(duì)軌檢車波形圖上軌距一欄數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算就可判斷軌距變化率是否超限。如發(fā)現(xiàn)軌距和軌距變化率超限，可以通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)換尼龍座方向的方法進(jìn)行整修。

3.5 軌向諧振波對(duì)車體水平加速度的影響

軌向諧振波是指峰值大小相近，波長(zhǎng)相近，周期性的連續(xù)三波或三波以上的軌向超限波形，由于這種波形容易引起車體在水平方向上產(chǎn)生共振，即使軌向超限并不大，仍舊能引起車體水平加速度超限，所以《鐵路線路修理規(guī)則》對(duì)峰值為10mm以上的軌向諧振波形進(jìn)行了控制。在波形圖上判斷軌向諧振波形很直觀，只要符合以下特征就可斷定為軌向諧振波形，即峰值大小相近、波長(zhǎng)相近、連續(xù)三波或三波以上。

4 車體垂直加速度影響因素分析

影響車體垂直加速度的主要因素有短波長(zhǎng)的大高低、小高低的諧振波形、小水平的諧振波形。

4.1 短波長(zhǎng)的大高低對(duì)車體垂直加速度影響

道口、橋涵頭、岔心以及接頭等部位容易發(fā)生波長(zhǎng)較短、峰值較大的高低病害，在列車高速通過時(shí)，會(huì)引起車體在垂直方向上振動(dòng)加劇。出現(xiàn)車體垂直加速度超限時(shí)，可以在波形圖上對(duì)應(yīng)的點(diǎn)觀察高低的波形，如果發(fā)現(xiàn)高低的波形波長(zhǎng)較短、峰值較大，那么就是導(dǎo)致車體垂直加速度的主要原因，只有消除這種情況，才能解決車體垂直加速度超限問題。

4.2 小高低的諧振波形對(duì)車體垂直加速度影響

諧振波形是指在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)對(duì)照波形圖，有峰值或波長(zhǎng)相近、連續(xù)三波或三波以上的波形。小高低的諧振波形是指高低不良峰值大于14mm的諧振波形，雖然超限標(biāo)準(zhǔn)表示超限并未達(dá)到三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，但垂直方向上的共振現(xiàn)象在列車通過時(shí)非常容易發(fā)生，從而會(huì)導(dǎo)致車體垂直加速度超限。所以，高低諧振波形的判斷按照上述諧振波形的三個(gè)特征，如果全部符合就可以判定為高低的諧振波形，應(yīng)根據(jù)諧振波形的特點(diǎn)安排作業(yè)，避免出現(xiàn)新的諧振波形。

4.3 小水平的諧振波形對(duì)車體垂直加速度影響

小水平的諧振波形容易引起列車的側(cè)滾振動(dòng)，從而間接影響車體垂直加速度，在新版《鐵路線路修理規(guī)則》中明令禁止小水平的諧振波出現(xiàn)。水平諧振波形的判定與前面論述的軌向、高低諧振波形判斷方法一致，作業(yè)時(shí)應(yīng)有意識(shí)的杜絕諧振波形。