浅析轨道检测数据在维修实践中的科学应用

浅析轨道检测数据在维修实践中的科学应用

大秦铁路股份有限公司山西大同037005

摘要:现有的工务检测设备种类较多,科学应用轨道动静态检测数据、分析轨道区段的质量状态,对于制定合理的天窗维修计划、提高天窗利用率很有意义。

关键词:检测数据;维修;应用

0引言

大秦线是我国第一条双线重载电气化运煤专线,自2010年运量突破4亿吨后,至今年运量持续保持在4-4.5亿吨之间,成为世界上年运量最大的铁路线。

大秦线在运量大、轴重大、密度高的运输形势下,对线路设备结构的破坏日益加剧,小曲线半径钢轨侧磨加速、轨枕及连接零配件使用周期缩短等等,若线路设备产生的弹性变形得不到及时修复,将会危及行车安全。同时,由于大秦线目前实行“天窗修”,平均每个月只有3个天窗,每次天窗时间为120min。这样一来,大秦线轨道几何形位变形加快、维修工作量增加,而可供维修的时间相对极为有限,使得线路维修与运输之间的矛盾日益突出。

因此,思考如何合理科学运用大量离散型的轨道动静态检测数据,分析轨道区段的质量状态,制定合理的天窗维修计划,提高天窗利用率,是目前解决此矛盾的重要途径。

1轨道动静态检测的定义

动态检测是列车运行时在荷载作用下对轨道几何状态和力学指标的测量,它能够真实的反映线路状况,为线路维修提供科学依据。动态检查手段主要有轨道检查车(简称“轨检车”)、机车车载式动态检测仪、便携式添乘仪等,其中,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,它具有检测项目全、精度高等特点,是动态监测线路质量的重要手段。

静态检测主要是指钢轨在无荷载作用下对轨道几何尺寸的检查,主要依靠轨检仪、道尺、弦绳等工具。其缺点是检查的结果是静态下的表象值,静态检查不能正确反映道床板结、扣件松动失效、空吊、暗坑等病害引起的线路变化在荷载作用下的结果。

2轨检车检测数据的分析及应用

轨检车是检查轨道动态不平顺的主要设备,其检测项目主要有左右高低、左右轨向、轨距、三角坑、UIC水平、车体垂直及水平加速度、轨距变化率等。对于轨检车检测数据,我们采用两种管理模式,峰值管理和均值管理。

⑴峰值管理是以一公里为单位计算总扣分来评定轨道状态的好坏,它能够找出轨道的局部病害及其位置、程度、类型,作为指导现场作业养护非常实用,但不能够全面、科学、合理的反应轨道质量的真实状态。

⑵均值管理是利用轨道质量指数TQI进行管理。TQI是指以200m的轨道区段作为单元区段,计算该单元区段上左右高低、左右轨向、轨距、水平、三角坑7项参数几何不平顺幅值的标准差之和。根据TQI的算法可知,轨道状态的好坏完全可以通过TQI数据准确的反映出来,轨道状态越好,不平顺幅值就越小,TQI数值也就越小;反之,则TQI值越大。

以前,在轨检车检测数据的使用上,我们偏重于峰值管理,忽略均值管理,对轨检车资料的综合分析利用尚不完善,造成资源浪费,缺乏对维修计划的准确指导。笔者认为对轨检车数据的科学运用应做到以下几点:

⑴以峰值管理与均值管理相结合、均值管理为主的原则分析轨道质量状态。根据TQI算法可知,采用TQI评价线路状态时,以200m为单位取800个测点,每个测点7项指标,也就是说每200米有5600个数据参与运算,这样TQI就能更加真实的反映轨道不平顺的实际状态。

结合TQI管理限界值,根据轨道结构类型,结合线路以往的历史数据,筛选出TQI值较大地段,确定线路哪些区段应该优先进行“天窗修”,避免造成“欠维修”和“过维修”现象。若能正确处理好线路各区段是否进行“天窗修”的问题,就是最大限度的提高了“天窗修”的效率。

⑵培养熟练识别轨检车图纸的能力。每次轨检车过后,维修主管人员必须认真解读检测图纸,通过“全面看、找重点”的方式,确定轨检车检测需要整修的病害。尤其是TQI值偏高地段,要分析TQI值偏高的原因,确定病害类型、程度、长度,为科学制定维修计划、确定维修方案起到决定性作用。

对波形图的识别还应该注意以下问题:

①除注重单项峰值病害外,要注意左右轨向、左右高低线是否同向趋势。左右轨向相同则线路中心线形成轨向,易引起车体横向晃车;左右股高低线形成对高或对低,则易引起车辆上下跳跃,对行车安全造成很大影响。

②重点关注横向、垂向车体振动加速度是否呈显连续多波性,这些病害的存在严重影响行车平稳性。

③通过对垂向加速度波形的分析,综合判断钢轨垂磨情况,以便于合理安排打磨作业。

④对超高、曲率线重点关注逆向变化。若出现大半径的反超高曲线,极易引起晃车。

⑤重点关注轨向和水平的逆向复合变化不平顺,这是车辆动态考核的关键指标。

3机车车载式检测仪检测数据的分析及应用

机车车载式检测仪的传感器是安装在机车上的,它的检测重点与轨检车不同,它主要检测轨道的水平和垂直晃车程度,检测结果只有列车车体的水平和垂直振动加速度。

机车车载式检测仪在检测过程中会受到列车车体加速、减速等影响而导致检测结果失真,不过我们可以利用车载仪检测频率高的特点,对轨道质量进行超限点重复率分析。我们可以通过统计每天、每周、每旬、每月某个里程点的报警重复次数,以及报警集中地段,来评价轨道区段的质量状态。因此,机车车载式检测仪对于制定维修计划起到重要辅助作用。

4便携式添乘仪检测数据的分析及应用

便携式添乘仪采用卫星定位技术进行里程测量,利用车体与轨道的动力响应,采集车体振动信号,间接反映线路状态。它对各种不平顺引起车体的晃动或振动比较敏感,特别对线路各种变化率的反应非常敏感,它能够定量地检测机车、车辆的水平及垂直加速度,能准确的检测出影响旅客舒适度的线路几何偏差,形成了轨检车的有效补充,指导线路维修。

但是其检测方法、数据都十分简单,不能形成对线路状态的系统科学的评定,还对突然加速、减速特别的敏感,对检测结果产生直接的影响,产生偏差报警,需对检测结果进行人为筛选。

Ⅲ级:明显晃车处所。较为严重地段,出现Ⅲ级报警时,车间主任或有关科室技术人员应及时进行地面复查,对超过临时补修的处所要根据天窗、人员等情况尽快安排整治。

Ⅳ级:严重晃车处所。出现Ⅳ级报警时,应立即采取措施使后续列车根据现场实际情况限速运行,并立即进行地面复查整修。

针对雨后、春融期、防胀期以及施工地段出现的新生Ⅱ级偏差,工长要及时到现场进行核实,确保安全。

5静态检测数据的分析及应用

静态检测主要有手工检查、轨检仪检测两种方式,而轨检仪检测数据具有连续性和准确性、工作高效性、数据无法人为造假等诸多优点,已是线路检测工作中不可或缺的一部分。

轨检仪检测数据包括轨道左右高低、左右轨向、轨距、水平、三角坑,它可以实现每间隔125mm的连续检测,同时可进行轨道频谱分析、缺陷统计以及图形化分析轨道几何尺寸的特点。

轨检仪里程相对来讲较为精确,可以精确到“米”甚至于那根轨枕上,而轨检车是动态下的检测结果,对于有碴轨道来讲,其更能真实反映轨道在列车荷载作用下的动态几何形变。因此将二者充分结合起来,达到几何尺寸分析到位、现场病害位置查找精确的目标,对维修工作来说是至关重要的。

6结束语

现有的工务检测设备种类较多,各种检测设备由于在检测方法、手段、侧重点上的不同,使得不同检测数据从不同的角度反映了轨道的状态,他们之间具有很强的互补性。因此,各种监测数据之间还需要进行综合分析,从而更全面的把握轨道质量状态,为科学制定养护维修计划提供有力依据。

主要参考文献

【1】《轨道检测数据在高速铁路维修中的应用》找不到出处

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