軌道狀態(tài)檢測軌檢車動態(tài)檢查項目軌道不平順動態(tài)檢查的主要設(shè)備是軌道檢查車，檢查包括軌道動態(tài)不平順和車輛動態(tài)響應(yīng)。中國軌檢車檢查項目主要包括左右高低、左右軌向、水平、三角坑、曲線超高、曲線半徑、軌距、車體水平和垂直振動加速度、左右軸箱垂直振動加速度等。軌檢車根據(jù)軌道動態(tài)不平順和車輛動態(tài)響應(yīng)綜合評價軌道狀態(tài)。新型軌檢車還增加了鋼軌斷面、波磨、斷面磨耗、軌底坡、表面擦傷、道床斷面、線路環(huán)境監(jiān)視等項目檢測。第3頁共20頁軌檢車檢測項目正號定義軌檢車正向：檢測梁位于軌檢車二位端，定義二位端至一位端方向為軌檢車正向，軌檢車行使方向與軌檢車正向一致時為正向檢測，反之為反向檢測。軌距（偏差）正負：實際軌距大于標(biāo)準(zhǔn)軌距時軌距偏差為正，反之為負；高低正負：高低向上為正，向下為負；軌向正負：順軌檢車正向，軌向向左為正，向右為負；第4頁共20頁軌檢車檢測項目正號定義水平正負：順軌檢車正向，左軌高為正，反之為負；曲率正負：順軌檢車正向，右拐曲線曲率為正，左拐曲線曲率為負；車體水平加速度：平行車體地板，垂直于軌道方向，順軌檢車正向，向左為正；車體垂向加速度：垂直于車體地板，向上為正。第5頁共20頁軌道不平順定義：軌距點“線規(guī)”規(guī)定實際鋼軌頂面以下鋼軌內(nèi)側(cè)16mm處輪軌接觸點。目前軌檢車檢測的是16mm點第6頁共20頁軌道不平順定義：軌距同一軌道橫截面內(nèi)左右鋼軌兩軌距點之間的最短距離。目前軌檢車檢測16mm點間距離。第7頁共20頁軌道不平順定義：軌向鋼軌內(nèi)側(cè)軌距點垂直于軌道方向偏離軌距點平均位置的偏差。分左右軌向兩種。軌向也稱作方向。可以分別按不同弦長的正矢和不同波長范圍的空間曲線輸出。第8頁共20頁軌道不平順定義：高低鋼軌頂面垂直于軌道方向偏離鋼軌頂面平均位置的偏差。分左右高低兩種?？梢苑謩e按不同弦長的正矢和不同波長范圍的空間曲線輸出。第9頁共20頁軌道不平順定義：水平、超高中國水平：同一軌道橫截面上左右鋼軌頂面所在水平面的高度差。不含圓曲線上設(shè)置的超高和緩和曲線上超高順坡量。UIC水平Ⅲ型軌檢車車相對水平超高：曲線地段外軌頂面與內(nèi)軌頂面設(shè)計水平高度之差。第10頁共20頁軌道不平順定義：三角坑軌道平面的扭曲，沿軌道方向前后兩水平代數(shù)差。也稱作扭曲第11頁共共20頁軌道不不平順順定義義：復(fù)合合不平平順在軌道道同一一位置置上，，垂向向和橫橫向不不平順順共存存時稱稱為軌軌道復(fù)復(fù)合不不平順順。目目前主主要指指軌向向不平平順與與水平平不平平順組組合的的逆向向不平平順。。復(fù)合不不平順順的計計算如如下：：復(fù)合不不平順順＝∣∣X-1.5Y∣∣式中:X為軌向向不平平順值值；Y為水平平不平平順值值。水平為正，軌向為負，不利情況第12頁共共20頁軌道不不平順順定義義：鋼軌軌斷面面磨耗耗垂直磨磨耗：：標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)鋼軌軌斷面面寬度度內(nèi)側(cè)側(cè)1/3處實際際鋼軌軌垂向向磨耗耗。側(cè)面磨磨耗：：標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)鋼軌軌頂面面以下下16mm處實際際鋼軌軌垂向向磨耗耗?？偰ズ暮模捍勾怪蹦ツズ?1/2側(cè)面磨磨耗側(cè)面磨耗垂直磨耗第13頁共共20頁軌道不不平順順定義義：鋼軌軌波磨磨波形磨磨耗是是指鋼鋼軌頂頂面上上出現(xiàn)現(xiàn)的波波狀不不均勻勻磨耗耗。按按其波波長分分為短短波（（或稱稱波紋紋型磨磨耗））和長長波（（或稱稱波浪浪型磨磨耗））兩種種。波紋型型磨耗耗為波波長約約50～100mm，波幅幅0.1～0.4mm的周期期性不不平順順；波浪型型磨耗耗為波波長100mm以上，，3000mm以下，，波輻輻2mm以內(nèi)的的周期期性不不平順順。地面標(biāo)標(biāo)記ALD軌道檢檢測檢測方方式主主要分分為：：弦測法法慣性基基準(zhǔn)法法弦測與與慣性性相結(jié)結(jié)合方方法高低和和軌向向輸出方式式：正矢（（10，20，40m）空間曲曲線（（~25m，~70m，~150m，~200m）弦正矢矢和空空間曲曲線空間曲曲線弦測法法（日日本、、意大大利等等）慣性基基準(zhǔn)法法軌道的的高低低不平平順等等于質(zhì)質(zhì)量塊塊的垂垂向運運動z和質(zhì)量量塊與與鋼軌軌間相相對位位移h之差。。y=z-h質(zhì)量塊塊在慣慣性空空間的的垂向向運動動z，可以以用由由加速速度計計檢測測的加加速度度a經(jīng)過二二次積積分得得到；；h可以用用位移移傳感感器得得到。。軌道幾幾何檢檢測設(shè)設(shè)備（（1）美美國KLDLABS公司軌道幾幾何檢檢測設(shè)設(shè)備（（2）美美國國IMAGEMAP公司軌道幾幾何檢檢測設(shè)設(shè)備（（3）美美國國ENSCO公司軌道幾幾何檢檢測設(shè)設(shè)備（（4）意大利利MERMEC公司弦弦測法法TrackGaugeRollingPlaneCalculatedfromRealRailProfilesLaserBeamGaugePoint14mmunderRollingPlane軌道幾幾何檢檢測設(shè)設(shè)備（（5）DB激光三三角測測量方方法基于圖圖像測測量的的處理理方法法實測軌軌道不不平順順鋼軌頂頂面不不平順順檢測測設(shè)備備（1）ENSCO公司伺伺服機機構(gòu)三三點弦弦激光光測量量系統(tǒng)統(tǒng)鋼軌頂頂面不不平順順檢測測設(shè)備備（2）意意大利利TECNOGAMMA公司激激光圖圖像弦弦測法法鋼軌頂頂面不不平順順檢測測設(shè)備備（3）德德國BENTTEC公司激激光圖圖像測測量方方法鋼軌頂頂面不不平順順檢測測設(shè)備備（4）軸箱加加速度度二次次積分分方法法，使使用該該方法法的國國家有有英國國、荷荷蘭、、澳大大利亞亞、日日本、、法國國鋼軌頂頂面不不平順順檢測測設(shè)備備（5）通過車車底板板下輪輪軌噪噪聲間間接評評價，，使用用該方方法的的國家家有英英國、、德國國、日日本、、法國國實測鋼鋼軌頂頂面短短波不不平順順譜軌道幾幾何檢檢測設(shè)設(shè)備結(jié)結(jié)構(gòu)圖圖軌道幾幾何合合成傳傳感感器坐坐標(biāo)系系的定定義軌距測測量軌距定義為左右兩兩根鋼軌頂面以下下16mm點之間的最短距離離.在激光斷面測量系系統(tǒng)中是通過計算算左右鋼軌頂面各各點中具有最大的的Y值點以下16mm處間的距離獲得的的.目前要求新引進軌軌道檢測系統(tǒng)檢測測左右兩根鋼軌頂頂面以下16mm點之間的最短距離離.第36頁共20頁軌距變化率計算只要滿足列車通過過條件連續(xù)不變軌軌距小軌距有利車車輛動力性能。軌軌距檢測受標(biāo)定誤誤差影響，常產(chǎn)生生檢測系統(tǒng)誤差。。由相隔2.5m的兩點實際測量的的軌距差除以2.5m得到。選擇2.5m主要考慮車輛軸距距和濾波。軌距變化率直接影影響輪軌接觸幾何何，危機行車安全全和舒適性。第37頁共20頁日本軌距和軌距變變化率標(biāo)準(zhǔn)第38頁共20頁超高、水平和三角角坑測量方法通過測量軌道平面面相對于水平面的的傾角計算。該傾傾角等于檢測梁的的傾角與梁相對于于軌道平面傾角之之差，即：檢測梁的傾角可由由測滾陀螺和傾角角儀（水平加速度度）可計算得到。。梁相對于軌道平面面傾角由激光攝像像系統(tǒng)計算得到。。第39頁共20頁曲率測量方法曲率是以列車走行行的單位距離軌道道的方向角的變化化表示。即：由搖頭陀螺陀螺可可以測量搖頭速率率第40頁共20頁高低和軌向檢測方方法高低和軌向檢測方方法本質(zhì)一樣。但要通過慣性元件件和唯一檢測系統(tǒng)統(tǒng)修正垂直面或水水平面的加速度和和位移量第41頁共20頁長波高低和軌向不不平順1.5~70m是長波高低和軌向向不平順隨機信號號所包含的波長范范圍。以往軌檢車檢測輸輸出和評價的高低低和軌向波長范圍圍是1.5~42m。對于160km/h以下線路1.5~42m波長范圍的高低和和軌向不平順足以以反映影響行車安安全和舒適性。但160km/h以上是1.5~42m波長范圍的高低和和軌向不平順主要要反映影響行車安安全，考慮舒適性性必須而且重點考考慮1.5~70m波長范圍的高低和和軌向不平順。2023年3月7日第42頁共20頁水準(zhǔn)儀測量長波高高低與軌檢車檢測測結(jié)果對比第43頁共20頁軌檢車地面標(biāo)記識識別軌道上的道口、道道岔、橋梁、軌距距拉桿等會含有金金屬部件，安裝于于軌檢梁上ALD傳感器可以探測到到這些金屬部件，，其輸出的信號可可以和里程、軌道道不平順同步顯示示在軌道檢測波形形圖上。由于道口、道岔、、橋梁、軌距拉桿桿等會含有金屬部部件大小、形狀、、位置不同，ALD信號反應(yīng)就有所區(qū)區(qū)別。因此根據(jù)ALD信號特征可以識別別就可以道口、道道岔、橋梁、軌距距拉桿位置，根據(jù)據(jù)這些位置可以方方便準(zhǔn)確地找出軌軌道病害的位置。。實際應(yīng)用時可以結(jié)結(jié)合曲率和超高波波形圖來共同確定定軌道病害位置。。2023年3月7日第44頁共20頁道岔區(qū)ALD信號特征軌檢車直向或側(cè)向向過道岔時，安裝裝在軌檢梁上的ALD傳感器經(jīng)過轉(zhuǎn)轍器器尖軌拉桿和導(dǎo)曲曲線鋼軌或連接部部分直股連接鋼軌軌產(chǎn)生高電壓信號號。拉桿較細，ALD反應(yīng)持續(xù)時間短，，ALD信號表現(xiàn)為兩根小小刺；導(dǎo)曲線鋼軌軌和連接部分直股股連接鋼軌較粗，，ALD反應(yīng)持續(xù)時間較長長，同時ALD通過軌跡斜交鋼軌軌，因此ALD經(jīng)過導(dǎo)曲線鋼軌和和連接部分直股連連接鋼軌時產(chǎn)生等等邊梯形信號曲線線2023年3月月7日第45頁共共20頁橋頭ALD信號特征征軌檢車通通過橋時時，安裝裝在軌檢檢梁上的的ALD傳感器在在通過橋橋兩頭護護軌梭頭頭時產(chǎn)生生感應(yīng)產(chǎn)產(chǎn)生一對對高電壓壓信號，，并且當(dāng)當(dāng)ALD傳感器偏偏離軌檢檢梁中心心較大時時ALD還能感應(yīng)應(yīng)到橋梁梁護軌產(chǎn)產(chǎn)生高電電壓信號號。護軌處ALD信號波動動是由于于檢測梁梁隨轉(zhuǎn)向向架橫向向擺動引引起ALD與護軌距距離變化化產(chǎn)生的的?，F(xiàn)在許多多新建橋橋梁無護護軌，這這時橋梁梁位置較較難識別別。橋頭頭常見的的軌道不不平順超超限是路路橋過渡渡段不均均勻下沉沉產(chǎn)生的的高低超超限，特特別是長長波長高高低不平平順超限限。2023年3月月7日軌道狀態(tài)態(tài)檢測第46頁共共20頁平交道口口ALD信號特征征平交道口口處在軌軌道中心心一般有有鋼筋混混凝土板板和其鋼鋼板約束束，當(dāng)ALD傳感器從從上面經(jīng)經(jīng)過時產(chǎn)產(chǎn)生感應(yīng)應(yīng)，產(chǎn)生生高電壓壓信號。。平交道口口日常較較難維修修，因此此產(chǎn)生空空吊，道道口常見見的病害害是三角角坑和軌軌距，但但有時因因平交道道口處因因泥土覆覆蓋在軌軌距點上上產(chǎn)生虛虛假的小小軌距超超限。第47頁共共20頁電容枕ALD信號特征征當(dāng)ALD傳感器通通過電容容枕時產(chǎn)產(chǎn)生感應(yīng)應(yīng)，產(chǎn)生生高電壓壓信號，，但持續(xù)續(xù)時間較較短，當(dāng)當(dāng)ALD增益調(diào)節(jié)節(jié)恰當(dāng)時時能檢測測到電容容枕位置置。電容枕一一般等間間距布置置，根據(jù)據(jù)電容枕枕位置也也可以確確定軌道道病害確確切位置置。2023年3月月7日第48頁共共20頁曲率超高高特征曲曲線根據(jù)病害害相對于于曲線距距離確定定軌道病病害位置置。按列車行行進方向向曲線分分左右曲曲線，右右曲線超超高曲率率均為正正，即左左軌高。。2023年年3月月7日日第49頁共共20頁道岔區(qū)區(qū)處異異常軌軌道不不平順順對于固固定性性轍叉叉，軌軌檢車車通過過叉心心有害害空間間時，，鋼軌軌實際際作用用邊不不連續(xù)續(xù)，對對于圖圖像測測量方方法，，檢測測的軌軌距點點和高高低點點實際際根據(jù)據(jù)有害害空間間處翼翼軌計計算得得出，，因此此軌距距、水水平、、三角角坑和和一單單側(cè)鋼鋼軌高高低軌軌向出出現(xiàn)尖尖刺。。對于GJ_4(G)型軌檢檢車，，高低低仍采采用接接觸式式測量量方法法，車車輪通通過有有害空空間時時，由由于車車輪半半徑較較大，，軌檢檢車檢檢測的的高低低、水水平和和三角角坑不不平順順波形形連續(xù)續(xù)正常常，這這時激激光點點打到到翼軌軌上，，單邊邊軌距距異常常。對于可可動心心軌道道岔，，轍叉叉區(qū)無無有害害空間間，檢檢測結(jié)結(jié)果正正常。。2023年年3月月7日日第50頁共共20頁尖軌處處異常常軌道道不平平順尖軌處處因基基本軌軌刨切切或軌軌檢車車通過過時尖尖軌與與基本本軌不不密貼貼，檢檢測軌軌距和和一單單側(cè)軌軌向波波形不不連續(xù)續(xù)。對于9和12號道岔岔尖軌軌處的的軌距距加寬寬量，，軌檢檢車由由于無無法自自動識識別道道岔類類型并并沒有有消除除。2023年年3月月7日日第51頁共共20頁低速側(cè)側(cè)向過過岔軌軌向軌檢車車低速速側(cè)向向通過過道岔岔導(dǎo)曲曲線時時，由由于導(dǎo)導(dǎo)曲線線不設(shè)設(shè)超高高，超超高通通道信信號較較小，，但導(dǎo)導(dǎo)曲線線一般般半徑徑較小小，曲曲率信信號較較大，，因此此結(jié)合合ALD信號比比較容容易確確定側(cè)側(cè)向過過叉位位置。。同時由由于沒沒有設(shè)設(shè)超高高和導(dǎo)導(dǎo)曲線線半徑徑較小小，慣慣性包包內(nèi)軌軌向加加速度度變化化較大大，軌軌向平平衡能能力差差，同同時由由于濾濾波原原因把把小半半徑曲曲線的的部分分成分分當(dāng)作作軌向向輸出出，因因此低低速側(cè)側(cè)向道道岔時時的軌軌向不不真實實。2023年年3月7日日第52頁共20頁設(shè)備故障引引起的孤立立超限判斷斷方法孤立的較短短的軌道不不平順，形形狀類似尖尖刺，屬于于異常值，，主要因為為圖像干擾擾引起，一一般由于只只是單側(cè)鋼鋼軌斷面受受到干擾，，其特征主主要表現(xiàn)為為軌距、水水平、三角角坑和單側(cè)側(cè)高低和軌軌向同時出出現(xiàn)尖刺，，加速度信信號并無明明顯反應(yīng)。。2023年年3月7日日第53頁共20頁車體加速度度輔助判斷斷方法一般大的軌軌道不平順順都可能引引起較大的的車體加速速度響應(yīng)，，但受到列列車速度的的影響不同同波長的軌軌道不平順順在不同速速度下引起起的車體加加速度也不不相同。一般情況高高低和車體體垂向加速速度、軌向向和車體水水平加速度度相關(guān)性較較好，特別別是軌道不不平順波長長與車體敏敏感波長一一致時，軌軌道不平順順與車體加加速度能一一一對應(yīng)，，只是相位位不同。因此，利用用車體加速速度可以輔輔助評判超超限正確性性，以利于于超限編輯輯。2023年年3月7日日第54頁共20頁2023年年3月7日日第55頁共20頁陽光干擾對于采用圖圖像處理軌軌道檢測系系統(tǒng)，當(dāng)陽陽光照射在在激光切割割斷面上時時，將引起起圖像處理理困難，很很難識別實實際的鋼軌軌輪廓，使使得檢測波波形出現(xiàn)劇劇烈變化。。有時鋼軌剛剛打磨完也也影響檢測測，效果類類似陽光干干擾。這種情況一一般只出現(xiàn)現(xiàn)在單側(cè)鋼鋼軌。2023年年3月7日日第56頁共20頁其它干擾對于采用圖圖像處理軌軌道檢測系系統(tǒng)，因掛掛紙、泥沙沙雪等干擾擾引起激光光和檢測圖圖像不正常常，檢測波波形產(chǎn)生異異常，這種種情況為表表現(xiàn)單側(cè)鋼鋼軌不平順順出現(xiàn)異常常。檢測梁松動動也是常發(fā)發(fā)生的設(shè)備備故障，這這種故障引引起的超高高和曲率變變化較明顯顯，高低和和軌向因濾濾波常常不不易覺察。。2023年3月7日第57頁共20頁檢測速度對檢檢測結(jié)果的影影響（1）2023年3月7日第58頁共20頁檢測速度對檢檢測結(jié)果的影影響2023年3月7日第59頁共20頁檢測速度對檢測結(jié)結(jié)果的影響（1）2023年3月7日第60頁共20頁檢測速度對檢測結(jié)結(jié)果的影響2023年3月7日第61頁共20頁影響舒適性的振動動因素2023年3月7日第62頁共20頁舒適性評價方法中國在軌檢時采用用幅值評價，車體體垂向加速度采用用20Hz低通慮波，車體橫橫向加速度采用10Hz低通慮波。2023年3月7日第63頁共20頁曲率變化、長波長長軌向、橫向加速速度對應(yīng)關(guān)系2023年3月月7日第64頁共共20頁路橋過渡渡段長波波長高低低不平順順與垂向向加速度度2023年3月月7日第65頁共共20頁長波長高高低不平平順與垂垂向加速速度2023年3月月7日第66頁共共20頁軌道狀態(tài)態(tài)評價方方法軌道狀態(tài)態(tài)評價分分為局部部幅值評評價和區(qū)區(qū)段質(zhì)量量評價兩兩類。局部幅值值評價包包括0/峰值、均均/峰值和峰峰/峰值評價價區(qū)段質(zhì)量量評價包包括平均均值、絕絕對平均均值、標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差、、RMS和軌道不不平順譜譜幾種。。兩種方法法互為補補充，共共同用于于軌道狀狀態(tài)評價價。實測車輛輛動力響響應(yīng)評價價。中國與國國外軌向向譜比較較中國與國國外高低低譜比較較軌道不平平順標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)差、百百分位數(shù)數(shù)和最大大值的關(guān)關(guān)系軌向雙側(cè)側(cè)99.5百分位數(shù)數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)差之比比變化曲曲線軌向絕對對值最大大值與標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差之之比變化化曲線軌道狀態(tài)態(tài)新的評評價方法法隨著列車車速度提提高，幾幾個幅值值較小的的單項不不平順組組合也可可能是病病害，組組合不平平順很難難用簡單單公式計計算評價價，采用用車輛動動態(tài)響應(yīng)應(yīng)（車輛輛加速度度和輪軌軌作用力力）輔助助評價軌軌道狀態(tài)態(tài)是目前前國內(nèi)外外常用的的方法。。但實測測車輛動動態(tài)響應(yīng)應(yīng)易受到到車輛性性能和檢檢測速度度影響檢檢測結(jié)果果重復(fù)性性差。通過動力力學(xué)仿真真分析、、系統(tǒng)識識別和預(yù)預(yù)測方法法計算車車輛動力力響應(yīng)評評價軌道道狀態(tài)是是目前新新的潮流流。2023年3月月7日第71頁共共20頁71國外軌道道不平順順管理標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)法國高速速鐵路軌軌道不平平順管理理標(biāo)準(zhǔn)72國外軌道道不平順順管理標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)法國高速速鐵路軌軌道不平平順管理理標(biāo)準(zhǔn)73國外軌道道不平順順管理標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)法國高速速鐵路軌軌道不平平順管理理標(biāo)準(zhǔn)74國外軌道道不平順順管理標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)德國高速速鐵路軌軌道不平平順管理理標(biāo)準(zhǔn)75國外軌道道不平順順管理標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)德國高速速鐵路軌軌