动态检测分析及应用

发表时间:2018/6/22   来源:《知识-力量》2018年6月上   作者:贾广凯 张亮 井泉
[导读] 安全为天,安全是最大的效益,安全是铁路发展最重要的基石,作为肩负着铁路轨道良好状态任务的工务部门,如何采用科学的维修方法,借助先进的轨道动态检查数据指导维修,

(中国铁路济南局集团有限公司济南工务段)
摘要:安全为天,安全是最大的效益,安全是铁路发展最重要的基石,作为肩负着铁路轨道良好状态任务的工务部门,如何采用科学的维修方法,借助先进的轨道动态检查数据指导维修,来保持轨道的良好平顺状态,保证畅通的运输秩序,使铁路运输最大限度的发挥运输能力是当下工务部门面临的挑战与难点。

 
        导言:
        国家的发展离不开铁路的发展壮大,但随着铁路不断地深化改革,线路设备越来越多,越来越复杂,以往仅凭维修人员感性地评价线路质量,安排维修计划,低效率的天窗利用,已远远不能适应维修要求。如何充分利用现有的轨道检查车数据以及各种静态检查数据的指导作用,科学评价线路设备质量状况,科学合理地安排维修计划,显得尤为重要。
        1轨道不平顺
        轨道不平顺是指支承引导车轮运行的轨道接触面在相同轮载作用下沿轨道延长与理论平顺轨道面的偏差。轨道不平顺根据其变形结果可分为弹性不平顺和塑性不平顺(残余变形);根据其变形表现形式分为横向不平顺(方向、轨距)、垂向不平顺(高低、水平、三角坑)和复合不平顺(垂向不平顺和横向不平顺同时存在且呈叠加状态);根据其物理特性分为几何不平顺和材料不平顺,材料不平顺主要指钢轨的磨耗。
        2峰值管理
        以轨道不平顺的幅值为主的管理方法,根据幅值大小分为四个级别: I级-日常保养标准;II级-舒适度标准; III级-紧急补修标准; IV级-限速标准。管理采用扣分的形式作为评判,I级偏差每处扣1分,II级偏差每处扣5分,III级偏差每处扣100分,IV级偏差每处扣301分。线路的动态评判以km为单位,每km扣分总数为各级、各项偏差扣分总和,评定标准如下:优良——扣分总数小于等于50分;合格——扣分总数在51-300分;失格——扣分总数大于300分。  
        3均值管理与轨道质量指数TQI
        均值管理是反映区段轨道的总体质量的方法。区段轨道质量状态采用轨道质量指数来评定,我国的轨道质量指数采用计算单元轨道区段各项轨道几何参数的标准差,并计算七项几何参数标准差之和作为评价轨道区段质量状态的指标,简称TQI,单元轨道区段定为200m,七项轨道几何参数包括轨道高低(左右)、轨向(左右)、轨距、水平和三角坑。
        4地面标志原理与识别
        地面标志的概念。无论哪种型号轨检车都有一个相同的装置:ALD地面标志测量仪。这个仪器的传感器安装在车下的轨距测量梁中间,利用电涡流感应原理,能探测道心位置的金属物,如桥梁护轨、道岔拉杆、导曲轨、轨距杆、电容枕、道口等,并能对不同大小和形状的金属物感应出不同的符号,输出到波形图上。由于道口、道岔、桥梁、轨距拉杆等会含有金属部件大小、形状、位置不同,ALD信号反应就有所区别。因此根据ALD信号特征可以识别就可以道口、道岔、桥梁、轨距拉杆位置,根据这些位置可以方便准确地找出轨道病害的位置。实际应用时可以结合超高波形图来共同确定轨道病害位置。
        4.1桥梁ALD信号特征
        轨检车通过桥时,安装在轨检梁上的ALD传感器在通过桥两头护轨梭头时产生感应产生一对高电压信号,并且当ALD传感器偏离轨检梁中心较大时ALD还能感应到桥梁护轨产生高电压信号。护轨处ALD信号波动是由于检测梁随转向架横向摆动引起ALD与护轨距离变化产生的。现在许多新建桥梁无护轨,这时桥梁位置较难识别。桥头常见的轨道不平顺超限是路桥过渡段不均匀下沉产生的高低超限,特别是长波长高低不平顺超限。
        4.2平交道口ALD信号特征
        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。平交道口日常较难维修,因此产生空吊,道口常见的病害是三角坑和轨距,但有时因平交道口处因泥土覆盖在轨距点上产生虚假的小轨距超限。



        4.3曲率超高特征曲线
        根据病害相对于曲线距离确定轨道病害位置。按列车行进方向曲线分左右曲线,右曲线超高曲率均为正,即左轨高。
        5利用地面标志消除里程误差
        超限里程是计算机根据速度里程系统计算出来的(图纸里程),是有误差的;地面标志是一种实时的感应标记,它的输出是实时的,没有误差。根据这个原理,可以利用超限附近的地面标志物的实际里程与图纸里程的误差,推算出超限处所的近似里程误差。
        6高低产生的原因
        轨道的前后高低不平顺会引起列车垂直振动加剧,从而加大对钢轨的冲击力,加速道床的变形,引起其他病害 新铺线路或大、中修刚过的线路,由于捣固不良,路基弹性不均匀,在运营过程中产生不均匀下沉,没有及时维修、保养 工区日常作业时,作业方式不对、水平不高,起道与捣固的配合不好,预留下沉量不准确,也是造成高低病害的主要原因。
        6.1水平病害的成因与整治
        水平偏差是使机车车辆产生倾斜和侧滚振动以及引起轮轨作用力发生变化的主要原因 道口、桥涵的两端、曲线、道岔以及接头和道床翻浆地段,是容易产生水平超限的处所,此外,提速改造或单线改复线时产生的新旧路基结合部,易产生不均匀下沉,造成长距离偏水平,应注意加强对这些线路薄弱环节的整修。 
        6.2三角坑的成因与整治
        三角坑是引起轮轨作用力变化、影响行车平稳的主要原因。三角坑的高点会使车辆出现侧滚,产生垂直加速度,三角坑的低点会使车轮减载,当车轮减载量与载荷量之比大于0.8时,还会有脱轨的危险。三角坑的计算在计算机内部完成,采用基长2.5m,即10个采样间隔(采样间隔0.25m),这一点与静态三角坑含义不同,2.5m的基长接近客车转向架的轮对轴距,可以准确反映道岔等处的短波三角坑。
        从检测情况来看,多数三角坑超限发生在道岔上,这是道岔结构的特殊性以及捣固困难造成的;此外,三角坑是水平的延伸,凡是容易引起水平变化的处所,都有可能引起三角坑超限,此外,暗坑吊板、缓和曲线超高顺坡不均匀也是产生三角坑的主要诱因,因此,应从整治水平入手,消除暗吊,彻底整治三角坑
        6.3轨距
        轨距是指两股钢轨轨顶面以下16mm处两作用边之间的最小距离。轨距过小时,会加大轮缘与钢轨的摩擦阻力,加剧轮缘与钢轨的破坏性磨耗;轨距过大时,会造成列车横向摆动过大,造成列车蛇行运动,加剧钢轨的波浪形磨耗,严重时可造成掉道等后果。
        混凝土枕扣件松动失效,扣板爬上轨底失去固定轨距的作用,另外,用错轨距挡板等人为因素也会造成轨距超限。钢轨硬弯,接头错牙严重时也可造成轨距超限。直线地段因列车蛇行运动造成波浪形磨耗,反过来加剧列车对钢轨的冲击力,在有路基病害的地段,形成轨距超限轨顶磨耗、压溃地段静态时测量因肥边影响不超限,但是动态测量时因测量原理的不同造成轨距超限
        6.4低接头成因与整治
        钢轨接头强度不足,弹性不好,以及道碴质量不高,级配不合理,弹性不良等。如果养护不及时,夹板被压弯,就形成了低接头。低接头严重时,会造成夹板磨耗,出现裂缝,同时会形成低接头高小腰,必须更换甲板,并辅以捣固接头部位等综合治理。轨端的磨耗与压溃也会形成低接头,可采用焊补、打磨等方法整治。大轨缝接头引起火车的冲击力加大,容易形成低接头,必须匀好轨缝,并做好防爬工作。
        7小结
        工务安全管理作为保障铁路运输安全的基础性工作,在铁路运输的过程中,能够为铁路提供优质、安全以及可靠的线路设备,但有时这些只是表象,应该从检查、作业中存在的问题入手,改变传统作业习惯中不适应提速要求的部分,强力推行精细作业,建立健全新形势下养护维修作业的新标准体系,做到标本兼治,为铁路深化改革、全面发展提供有利保障。
 

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