轨道检查1.ppt

1、轨道检查动态检查和静态检查,高速工程105班,动态检查,轨道不平顺动态检查的主要设备是轨道检查车，检查包括轨道动态不平顺和车辆动态响应。 中国轨检车检查项目主要包括左右高低、左右轨向、水平、三角坑、曲线超高、曲线半径、轨距、车体水平和垂直振动加速度、左右轴箱垂直振动加速度等。 轨检车根据轨道动态不平顺和车辆动态响应综合评价轨道状态。 新型轨检车还增加了钢轨断面、波磨、断面磨耗、轨底坡、表面擦伤、道床断面、线路环境监视等项目检测。,轨道检查的主要内容,轨道平顺度有以下几种:高低、轨向、水平、扭曲、轨距等。高低不平顺是指钢轨顶面沿长度方向的凹凸不平。轨向不平顺是指钢轨侧面沿长度方向的凹凸不平。水平

2、不平顺是指左右轨之高差(在曲线部分有超高的情况下，把对应于正常超高量的增减量称为水平不平顺)。轨距不平顺是指左右股钢轨之间距离的变化。轨道平顺度的检测就是要对轨道在工作状态下的变形进行监测，若轨道的变形偏离铺设时的精度到一定的程度时，就要对轨道进行维修。 轨道铺设时对平顺度的精度要求是很高的，如高低、轨向和水平不平顺都不能超过2毫米，扭曲不能超过1.5毫米，轨距不能宽2毫米，也不能窄2毫米。,轨道检测车的任务,检查依据确定的评价指标，在一定程度范围内检测，评价轨道状态和养护水平 计划根据不同等级线路提出的安全度和舒适度要求，提出恢复到设计状态所需要进行的维修保养计划 分析提供轮轨关系在行车、科

3、研、养路等方面的原始数据并进行整理分析，用以加强科学管理，提高养路水平,水平的检测原理,水平的检测原理水平为轨道同一横断面内钢轨顶面之高差。曲线水平称为超高。GJ-4型轨检车采用补偿加速度系统测量水平，利用补偿加速度系统测量车体对地垂线滚动角，利用位移计测量车体与轨道相对滚动角，二者结合计算出轨道倾角。利用两轨道中心线间距（1500mm）计算出水平值。监测范围200mm，误差1.5mm。,高低的检测原理,高低的检测原理高低是指钢轨顶面纵向起伏变化。GJ-4型轨检车采用惯性基准的原理测量轨道变化的实际波型，得到高低变化的空间曲线，数据采集处理系统实时采集数据的间隔距离为0.305m，同时可换算成

4、5米、10米、20米或其它弦长之测量法测量。测量高低的传感器除了测量曲率、水平外，另外还有2个垂直加速度计。通过车体位移，计算出轨面相对惯性空间的位移变化，进行必要的处理，得到高低数值。监测范围60mm，误差1.5mm。高低摸拟弦长18.6米。,曲率的检测原理,曲率的检测原理曲率为一定弦长曲线轨道（如30米）对应的圆心角a，即度/30m。度数大，曲率大，半径小。反之，度数小，曲率小，半径大。轨检车通过曲线时、测量轨检车每通过30米后车体方向角的变化值，计算出轨检车通过30米后的相应圆心角的变化值。即曲率。曲率、曲率变化率是检测曲线圆度的波形通道，仅供参考，不作考核内容。能正确判断曲线正矢连续差

5、和曲线的圆度。曲率变化率的波形通道有突变，正矢肯定不好，（50曲率）=正矢，如：某曲线曲率为0.46、正矢=500.46=23mm。在直线上存在碎弯，小方向或轨距递减不好。,扭曲（三角坑）的检测原理,扭曲（三角坑）的检测原理：扭曲反映了钢轨顶面的平面性。设轨顶面abcd四个点不在一个平面上，c点到abd三个点组成的平面的垂直距离h为扭曲。扭曲会使车轮抬高面悬空，使车辆产生3点支撑1点悬空，极易造成脱轨掉道。扭曲值h为：h=(a-b)-(c-d)，h=h1-h2。h1为轨道横断面I-I的水平值，h2为轨道断面-的水平值，h1-h2为基长L（断面I-I与断面II-II之间距）时两轨道断面的水平差。

6、水平已经测出，所以只要按规定基长取两断面水平差即可计算出扭曲值。,方向的检测原理,方向的检测原理方向指钢轨内侧面轨距点沿轨道纵向水平位置的变化。利用左右股轨距测量装置所测的左右股轨距变化或位移，轨距点相对纵向轨迹轨向。监测范围100mm，误差1.5mm ，模拟弦长18.6米。,轨检车的检测周期,铁道部基础设施检测中心轨道检测车，应根据铁道部运输局的安排，对容许速度大于120km/h的线路及其他主要繁忙干线进行定期检查。 铁路局轨道检测车，对容许速度大于120km/h的线路每月检查不少于2遍（含铁道部基础设施检测中心轨道检测车检查），对于年通过总重不小于80Mtkm/km的正线1530天检查一遍

7、，对于年总重为25 80Mtkm/km以内的正线每月检查1遍，对于年通过总重小于25Mtkm/km的正线每季度检查一遍，对状态较差的线路，可以适当增加检查遍数。,轨道检测车挂在旅客列车尾部，并尽可能挂快车检查，由行车部门负责办理甩挂工作，没有旅客列车的线路，用单机牵引检查，牵引办法按规定办理 轨道检测车的整备工作同旅客列车规定，由有关部门负责。走行部分的检查，如加挂在列车上时，由本上列检负责；如由单机牵引时，由列检所负责。 为了保持轨道检查车各项检测装置的性能准确，可挂单机试运行，校队检查机械；必要时，可以将所有的轨道检测车连挂在一起，互相对照。,静态检查,轨检小车测量原理：轨道检测小车是一种

8、检测静态轨道不平顺的便捷工具。它采用电测传感器、专用便携式计算机等先进检测和数据处理设备，可检测高低、水平、扭曲、轨向等轨道不平顺参数。国外铁路在动静态不平顺差异较小的高平顺线路、无碴轨道线路，以及在新线施工中，整道、检查铺设精度、验收作业质量时，广泛应用轨道检测小车。 GRP1000 测量系统主要由手推式轨检小车和分析软件包两大部分组成。即可单独测量轨道水平，轨距等相对结合参数，也可配合LEICA TPS 全站仪来实现平面位置和高程的绝对定位测量，上述绝对定位测量通过全站仪的自动目标照准功能以及与GRP1000 之间持续无线电通讯来完成。,测量外业完成后，系统能产生轨道几何测量的综合报表。用

9、户可根据需要定义报表的输出界面，选择性的输出轨道位置、轨距、水平、轨向（短波和长波）、高低（短波和长波）等几何参数。GRP1000 在德国高铁竣工测量、西班牙高铁无碴轨道施工、京津城际轨道第三方检测及武广客运专线施工中得到了很好的应用。,GRP1000 轨道测量系统的测量原理,检测内容及方法,1) 中线坐标及轨面高程 轨道中线坐标和轨面高程的检测，是对线路轨道工程质量状况的最基本的评价。通过检测轨道实测坐标和高程值与线路设计值进行比较得出的差值，可以全面直观的反映轨道工程质量。在进行轨道中线坐标和轨面高程检测时，使用高精度全站仪实测出轨检小车上棱镜中心的三维坐标，然后结合事先严格标定的轨检小车

10、的几何参数、小车的定向参数、水平传感器所测横向倾角及实测轨距，即可换算出对应里程处的中线位置和低轨的轨面高程。进而与该里程处的设计中线坐标和设计轨面高程进行比较，得到实测的线路绝对位置与理论设计之间的差值，根据技术指标对轨道的绝对位置精度进行评价。,2) 轨距检测 轨距指两股钢轨头部内侧轨顶面下 16mm 处两作用边之间的最小距离。轨距不合格将使车辆运行时产生剧烈的振动。我国标准轨距的标称值为1435mm。在轨距检测时，通过轨检小车上的轨距传感器进行轨距测量。轨检小车的横梁长度须事先严格标定，则轨距可由横梁的固定长度加上轨距传感器测量的可变长度而得到，进而进行实测轨距与设计轨距的比较。,3)

11、水平（超高）检测 列车通过曲线时，将产生向外的离心作用，该作用使曲线外轨受到很大的挤压力，不仅加速外轨磨耗，严重时还会挤翻外轨导致列车倾覆。为平衡离心作用，在曲线轨道上设置外轨超高。检测时，由轨检小车上搭载的水平传感器测出小车的横向倾角，再结合两股钢轨顶面中心间的距离，即可求出线路超高，进而进行实测超高与设计超高的比较。在每次作业前，水平传感器必须校准。超高示意图如下。,4) 轨向/高低检测（中国标准） 轨向指轨道的方向，在直线上是否平直，在曲线上是否圆顺。如果轨向不良，势必引起列车运行中的摇晃和蛇行运动，影响到行车的速度和旅客舒适性，甚至危及行车安全。高低是指钢轨顶面纵向的高低差。高低的存在

12、将使列车通过这些钢轨时，钢轨受力不再均匀，从而加剧钢轨与道床的变形，影响行车速度与旅客舒适性。实测中线平面坐标得到以后，在给定弦长的情况下，可计算出任一实测点的正矢值；该实测点向设计平曲线投影，则可计算出投影点的设计正矢值，实测正矢和设计正矢的偏差即为轨向/高低值。轨向/高低（10 米弦长为例）,轨向/高低检测示意图,5) 短波和长波不平顺（德国标准） a) 短波不平顺 假定钢轨支承点的间距，或者说轨枕间距为0.625m，采用30m 弦线，按间距5m 设置一对检测点，则支承点间距的8 倍正好是两检测点的间距5m。检测示意图如下。,上图中的点是钢轨支承点的编号，以1 P 到49 P 表示。25

13、P 与33 P 间的轨向检测按下式计算：,由于1 P 与49 P 的正矢为零，故可检测2 P （对应点10 P ）到40 P （对应点48 P ）的轨向。新的弦线则从已检测的最后一个点40 P 开始。,b) 长波不平顺 假定钢轨支承点的间距，或者说轨枕间距为0.625m，采用300m 弦线，按间距150m 设置一对检测点，则支承点间距的240 倍正好是两检测点的间距150m。检测示意图如图7-2。,上图中的点是钢轨支承点的编号，以1 P 到481 P 表示。25 P 与265 P 间的轨向检测按下式计算：,由于1 P 与481 P 的正矢为零，故可检测2 P （对应点242 P ）到240 P

14、 （对应点480 P ）的 轨向。新的弦线则从已检测的最后一个点240 P 开始。,工作流程,1) 前往现场检测之前在计算机中对设计数据（平曲线，竖曲线，超高）复核无误后输入到测量控制软件中 2) 把 CPIII 成果输入到全站仪中。到达现场后对控制点进行检查，确保控制点数据(平面坐标及高程)正确无误，检查控制点是否受到破坏。 3) 为了确保全站仪与轨检小车之间的通视，以及测量的精度，测量区域应尽量避免其它施工作业。 4) 使用 8 个控制点（CPIII）进行自由设站;全站仪自由设站时，平差后东坐标、北坐标和高程的中误差应在1mm 以内，方向的中误差应在2 秒以内，否则应重新设站。,5) 进行

15、正确的测量设置，比如高程以内轨为基准、超高以 1.5 米为基长等 6) 轨检小车每次测量作业之前都要对超高传感器进行校准 7) 全站仪搬站后前后两个区间的测量需交叠 5-10 米。 8) 测量完成后，输出轨道几何参数，制作报表并进行评价。可根据需要定义报表的输出内容，选择性的输出轨道平面位置、轨面高程、轨距、水平、超高、轨向（长波和短波）、高低（长波和短波）等参数的偏差。,轨道精调测量质量控制措施,1) 严格检查设计数据（平曲线，竖曲线，超高，控制点），检核无误输入到算机中 2) 到达现场后检查控制点是否发生变形或遭到破坏 3) 每天开始测量之前检查全站仪测量精度：正倒镜检查全站仪水平角和竖角

16、偏差，如果超过3 秒，在气象条件较好的情况下进行组合校准及水平轴倾斜误差（）校准；检查全站仪ATR 照准是否准确（照准偏差少于3 秒） 4) 全站仪采用后方交会的方法进行设站，设站距离应控制在 70 米以内；测量条件较差时，根据具体环境缩短目标距离（建议5060m，实时测量结果应稳定在0.7mm 以内）；恶劣条件下禁止作业,5) 为了确保全站仪得设站精度，建议使用8 个控制点，如果现场条件不满足，至少应使用6 个控制点。设站中误差为东坐标、北坐标和高程：1mm；方向：2”；与轨检小车同向的控制点自由设站计算时弃用要谨慎 6) 全站仪设站的位置应靠近线路中心，不可在两侧控制点的外侧 7) 设站后

17、要使用控制点检核全站仪设站，搬站前也要再次检核，以证实此次设站测量结果的可靠性；如测量条件不佳，测量期间可增加检核次数 8) 每天测量之前都要在稳固的轨道上对超高传感器进行校准，校准后可在同一点进行正反两次测量，测量值偏差应在0.3mm 以内；如发生颠簸、碰撞或气温变化迅速，可再次校准,9) 采集数据时小车要停稳，棱镜要正对全站仪；全站仪采用精确模式 10) 测量时应尽量保证工作的连续性，轨检小车应由远及近靠近全站仪的方向进行测量。因为随着时间的增加，全站仪的设站的精度在降低，而测距的精度随着距离的缩短在增加。如果选择由近及远远离全站仪的方向进行测量的话，测距和设站的精度都在降低，不利于测量结果的稳定 11) 测量时要实时关注偏差值，如果存在明显异常，需重复采集数据，覆盖之前采集的结果，如依然存在突变，要及时分析原因,11) 测量时要实时关注偏差值，如果存在明显异常，需重复采集数据，覆盖之前