鐵路軌道不平順檢測研究

陳德朕

摘 要：鐵路軌道是鐵路運輸最重要的基建工程之一，隨著長期承載車輛運行會逐漸產(chǎn)生軌道不平順的現(xiàn)象，直接影響到車輛運行的安全性與穩(wěn)定性。鐵路工務(wù)部門會根據(jù)鐵路軌道不平順的情況進(jìn)行檢測修復(fù)，但隨著我國鐵路運輸網(wǎng)的增加，鐵路不平順的檢測與修復(fù)難度系數(shù)不斷提升。本文基于鐵路軌道不平順的研究現(xiàn)狀，討論軌道不平順的檢測方式方法。

關(guān)鍵詞：鐵路軌道;不平順;檢測方法

1 研究背景

鐵路運輸作為我國最重要的交通運輸方式，為人們的生活提供了許多便利。隨著我國各類政策推動高速軌道行業(yè)的快速發(fā)展，我國高速動車組運行時速已逐步穩(wěn)定于350公里，高速運行對軌道的平順性能要求十分嚴(yán)格。鐵路軌道作為鐵路運輸最重要的基建工程之一，其性能直接關(guān)系到車輛運行的安全性與穩(wěn)定性。但隨著車輛軸重與運行速度的提升，車輛運行對軌道的波磨越來越嚴(yán)重，導(dǎo)致眾多軌道出現(xiàn)軌道不平順現(xiàn)象，對車輛安全運行帶來巨大的安全隱患。本文通過對軌道不平順進(jìn)行分析，討論軌道不平順的檢測方式方法。

2 軌道不平順

軌道不平順指的是隨著鋼軌在使用過程中由于磨損導(dǎo)致軌道左右和高低方向相對于設(shè)計要求出現(xiàn)的幾何尺寸上的差異。軌道的不平順會直接影響到車輛運行的舒適性，嚴(yán)重的會影響車輛運行的安全性。軌道不平順的分析指標(biāo)通常由左右高低、左右軌向、軌距、水平和三角坑等7個方面組成。

高低不平順指的是沿車輛運行方向軌道垂直方向的不平順，主要包括鋼軌表面磨損導(dǎo)致的凹凸不平，軌道受到車輛垂向沖擊導(dǎo)致的彈性與殘余變形的不均勻以及地基沉降導(dǎo)致的軌道垂向尺寸不平順。三角坑是軌道常見的不平順情況，指的是左右兩側(cè)的鋼軌頂面出現(xiàn)不在一個平面的扭曲程度。三角坑是影響車輛運行安全性十分重要的指標(biāo)，雖然車輛在設(shè)計初期，根據(jù)動力學(xué)計算情況會考慮車輛運行情況留存一定量的三角坑指數(shù)，但超量會引起車輛的嚴(yán)重晃動。軌向指的是軌頂內(nèi)部的側(cè)面出現(xiàn)的橫向凹凸不平順。水平指的是軌道的同一個橫截面上左右兩邊軌頂面的一個相對高差。軌距指的就是兩側(cè)軌道的距離，一般軌距為1435mm。軌道不平順示意圖如圖1所示。

3 軌道不平順的檢測

軌道不平順是多種不同因素作用導(dǎo)致的，與通過車輛的軸重、速度級、軌道自身材質(zhì)以及車輪材質(zhì)等都有關(guān)系。軌道不平順的研究對保證車輛運行安全具有十分重要的意義。軌道不平順的檢測方式大致分為兩種，一種是慣性基準(zhǔn)法測量，利用慣性元器件建立基準(zhǔn)，通過測量軌道平面相對基準(zhǔn)位移計算分析軌道不平順情況;另一種是弦測法測量，利用幾點確定一條基準(zhǔn)弦分析軌道不平順情況。本文著重對慣性基準(zhǔn)法測量進(jìn)行論述。

慣性基準(zhǔn)法測量，顧名思義就是利用建立的慣性基準(zhǔn)作為研究基準(zhǔn)，建立了基準(zhǔn)就能研究出相對位置關(guān)系，就可以對軌道不平順進(jìn)行研究，原理如圖2所示。將車輪的高低起伏、橫向偏移等作為研究對象，利用慣性元器件，如慣性導(dǎo)航系統(tǒng)等部件建立研究基準(zhǔn)面，利用位移傳感器檢測位置變化即可。車輪與軌道接觸，車輪垂向、橫向的偏移就是軌道不平順引起的，將慣性元器件安裝在構(gòu)架或者車體上，利用慣性元器件的特性建立基準(zhǔn)面，將車輪與慣性元器件間的位移通過位移傳感器測量出，就可以求出車輪運動與設(shè)計上出現(xiàn)的偏差，即軌道的不平順情況，通過數(shù)據(jù)分析處理得到需求的不平順數(shù)值。

4 總結(jié)

隨著我國軌道行業(yè)的快速發(fā)展，重載快速依舊是軌道車輪發(fā)展的方向。但是隨著車輛軸重的增加、運行速度的增快，對軌道的磨損越來越嚴(yán)重，軌道不平順由此產(chǎn)生。軌道不平順對車輛運行具有十分惡劣的影響，尤其對車輛舒適度的影響尤其嚴(yán)重。本文通過對軌道不平順狀況的分析，討論了對軌道不平順的檢測方法，尤其對慣性基準(zhǔn)法測量法進(jìn)行了討論，分析了慣性基準(zhǔn)法測量的一般方式方法。

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