轨道检查车检测内容的探讨

轨道检查车检测内容的探讨

孙晋生

中国铁路哈尔滨局集团有限公司数据分析中心 黑龙江哈尔滨 150000

摘要：随着轨道检测技术的发展,轨道检查车已成为工务部门发现线路病害、指导养护维修作业的重要工具,如何做好轨道检查车的日常工作越来越重要。结合轨道检查车的实际应用情况,总结轨检车的整备、期间工作和运用的注意事项等日常工作要点。

关键词：轨道检查车;整备;运用;

轨道检查车是检查轨道病害、评价轨道质量、指导维修作业和保障运输安全的重要工具。随着铁路提速工作的深化、客运专线的建设和货运重载化的发展, 对轨检车的要求越来越高, 以动态检测为主、静态检测为辅的思想已在很多路局得到实践。近年来, 随着铁路新线不断投入运营, 动态轨道检查车 (以下简称“轨检车”) 对线路几何尺寸检测的工作量加大。在动态检查线路安全的同时, 如何保证轨道检查车的安全运用成为一个十分重要的问题。依据轨检车管理理论, 结合我局轨检车应用的实际情况, 总结轨检车的日常管理经验, 以利于轨检车的安全运用。本文针对实际需求对轨检车检测内容进行探讨。

1 轨道不平顺的类型

轨道不平顺一般分为以下几类:

(1) 垂向不平顺, 包括高低、水平、平面扭曲、钢轨波形磨耗和轨面不平顺 (擦伤、剥离、马鞍形磨耗) 等。(2) 横向不平顺, 包括方向和轨距。(3) 复合不平顺, 即垂向与横向不平顺同时存在且呈叠加状态。(4) 其它不平顺, 如由轨底偏差、曲线头尾几何偏差及幅值、波形特征影响而产生的轨道不平顺。

由于高低、水平、平面扭曲、轨距、轨向这几个轨道几何状态对线路的重要性, 多年以来, 我国轨检车均侧重这几个项目的检测。

2 轨面不平顺检测

钢轨顶面不平顺包括轨面的不均匀磨耗、擦伤、剥离等。这些不平顺比长波不平顺的危害更大, 它将产生轮轨间的巨大冲击作用力, 轮载波动通常为静轮载的2～3倍, 行车速度愈高, 冲击愈大, 因此不容忽视。严重的波浪形磨耗实质上是一种波长极短、变化率较大的高低不平顺, 而且呈谐振波形, 比高低不平顺的影响更为严重。波浪形磨耗会引起很大的轮轨相互作用力, 加速机车车轮及轨道各部件的损坏, 增加养护维修费用, 故应考虑增加轨面不平顺的检测。

3 复合不平顺检测

复合不平顺是指在轨道的同一位置、垂直方向和横向的不平顺共存叠加, 其危害性比单项不平顺大得多。日本铁路通过对脱轨事故的分析, 认为复合不平顺是脱轨的主要诱因。我国轨检车目前通过软硬件的更新升级已能对轨向、水平复合不平顺进行自动判别。国外非常重视复合不平顺的检测, 如日本对轨距与水平的逆向复合不平顺、轨距与轨向的同相复合不平顺制定了严格的管理标准。

我国对复合不平顺有自己的计算公式,至今已开始逐步推广应用。建议尽快积累数据, 在吸收国外经验的基础上, 制订出符合国内铁路的更加完善的管理标准。国内轨检车应当将复合不平顺作为一个重要项目纳入输出报表和管理数据库中。

4 轮轨力的检测

我国自1997年以来, 由于Z8A转向架动力学性能比较差, 速度提高以后, 车辆出现蛇行失稳, 导致货车脱轨事故增多, 有关车辆运行安全性的检测引起了大家的关注。评价安全性的指标有:

脱轨系数Q/P≤1.2

轮重减载率ΔP/P≤0.65

轮轴横向力H≤0.85 (10+P/3)

式中:Q为轮轨横向力;R为轮轨垂向力;ΔP为轮重减载量。

由此可见, 轮载和横向力是列车安全指标评定的两个极为重要的数据, 可以通过测力轮对进行检测。但是, 国外对轮轨力的测试主要有三种情况:一是新型机车车辆上道时, 需要考察其对轨道的动力作用和其本身动力力学性能;二是线路需要提速时, 需要考察提速以后行车安全性和舒适性;三是发生事故以后, 进行事故调查, 分析产生事故的原因。所以, 国内轨检车不应当都增加轮轨力检测内容, 建议仅在检测中心轨检车上安装测力轮对。

5 不平顺变化率的检测

当不平顺幅值、行车速度一定时, 波长不同的不平顺影响是大不相同的。如:幅值同是1 mm的正弦形不平顺, 在行车速度相同的情况下, 波长1 m时所引起的轴箱振动加速度比波长10 m时大100倍, 即簧下质量的加速度与不平顺波长的平方成反比。轨道残余变形的积累与波长也有明显的关系, 轨面不平顺幅值相同时, 波长越短, 轨道残余变形的积累越严重, 越不均匀。实测资料表明, 波长较短而变化率 (幅值与半波长之比) 较大的不平顺, 会使轮轨间产生剧烈冲击, 引起很大的簧下加速度和轮轨作用力。波长较长的不平顺主要影响车体的振动, 当不平顺幅值较大且变化也较大时, 才会引起车体强烈振动。因此, 在轨检车分析软件中应加强对不平顺变化率的分析。

6 轨道不平顺周期性检测

轨道不平顺的波数对行车安全性有明显的影响。单一的不平顺看似无行车安全之患, 但从不平顺的连续性看又均具有潜在的危机。连续性的多波不平顺容易引发激振, 有导致脱轨系数增大、行车严重不平稳甚至脱线的危险。周期性连续不平顺引发共振的危险性更大。一般而言, 当不平顺的幅值和波长一定时, 连续的多波不平顺比单波不平顺的影响大, 三波的大于双波, 双波大于单波, 但三波以上的多波不平顺与三波不平顺相比, 未发现有显著差异。

波长1～28 m的高低不平顺, 在行车速度20～120km h的情况下, 所激起的强迫振动频率与我国机车车辆车体垂直振动的自振频率相近。这一波长范围的高低不平顺若是周期性的, 即使幅值不大, 也易引起车体共振而使车体垂直振动加速度显著增加, 不仅恶化平稳性、舒适性指标, 而且使轮载发生很大的增减变化, 危及行车安全。

所以, 在《铁路线路维修规则》中对周期性不平顺提出了管理标准,部分标准已应用于实际检查中。

7 其它不平顺检测

其它一些不平顺, 如轨底坡偏差将使钢轨受到较大的偏心荷载;曲线头尾几何偏差是指曲线圆缓点、缓直点附近超高、正矢、轨距顺坡变化的始终点不一致或不匹配形成的几何偏差, 它往往是列车曲线脱轨的重要原因, 实质上它就是一种轨道超高和曲率不匹配的严重的复合不平顺, 将使车辆产生剧烈摇晃, 脱轨系数、减载率和横向力显著增大。

8 建立、落实管理制度

先后论证并制定了一系列管理办法和措施, 明确每个岗位工作人员的职责和运用安全要求, 对检测项目和检测报告、检测周期和评定标准、车辆及检测系统的安装与维修、行车安全等工作提出具体要求, 并专题发文予以规范。

9 结语

通过以上分析和讨论, 可以看到, 只用单一轨道不平顺的幅值来评定轨道不平顺状态是不全面的, 还应全面考虑不平顺的波形特征和统计特征, 除对现行几项指标进行检测外, 还应增加对钢轨磨耗、波浪磨耗剥离掉块、轨底坡偏差、曲线头尾几何偏差、复合不平顺、轨道不平顺变化率及其谐振波形特征等方面的检测。随着计算机技术和科学技术的迅猛发展, 轨检车的评价特性和检测功能也应不断完善。

参考文献

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