GJ-5型軌檢車原理及應(yīng)用

1、GJ-5軌檢車原理及應(yīng)用GJ-5型軌檢車原理及應(yīng)用一、軌道動態(tài)檢查技術(shù)的開展變化軌道動態(tài)檢查相比靜態(tài)檢查,更準(zhǔn)確,也更能反映線路真實情況,更能評價列車運行平安性指標(biāo),因此軌檢車一直是檢查軌道病害、指導(dǎo)線路養(yǎng)護維修、保證行車平安的重要手段.我國軌道動態(tài)檢查技術(shù)隨著計算機技術(shù)和檢測技術(shù)的開展得到迅速的開展,從二十世紀(jì)50年代的GJ-1型軌檢車開展到目前的GJ-5型軌檢車,檢測精度和可靠性大大提升.1、GJ-1型軌檢車采用弦測法,機械傳動,可以將軌距、水平、三角坑、搖晃(用單擺測量)工程的幅值繪在圖紙上,人工判讀超限并計算扣分.2、GJ-2型軌檢車仍采用弦測法,但改為電傳動,檢測工程比GJ-1型增加

2、了上下,也是需要人工判讀超限和計算扣分.我局1988-1993年使用該型車.3、GJ-3型軌檢車于80年代初期研制成功,是我國軌檢車技術(shù)的一次大飛越,采用先進的傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)和慣性基準(zhǔn)原理,可以檢測上下、水平、三角坑、車體垂直和水平振動加速度等工程,計算機采集各檢測工程數(shù)據(jù)后,判斷超限等級并計算扣分.我局GJ-3型軌檢車(SY997737)于1994年初開始運用,是全路GJ-3型運用時間最長的,也是用得比擬好的.a、1999年我局軌檢車技術(shù)人員研發(fā)的ID型軌檢車實用軟件成果是工務(wù)部門匯總分析軌檢車檢查數(shù)據(jù)、指導(dǎo)養(yǎng)護維修線路的工具,它使軌檢車的工作效率和工作質(zhì)量得到了大大的提升,該成果到

3、達了國內(nèi)領(lǐng)先水平,于2000年通過了局級鑒定,并于2002年獲得路局科技進步三等獎.b、為了均衡地提升線路養(yǎng)護維修的質(zhì)量,我局軌檢車技術(shù)人員研發(fā)了軌道質(zhì)量指數(shù)TQI應(yīng)用軟件,并于2003年局工務(wù)維修會議上向各工務(wù)段推廣應(yīng)用,便于向各工務(wù)段掌握線路的動態(tài)質(zhì)量,科學(xué)指導(dǎo)線路養(yǎng)護維修,真正做到狀態(tài)修,收到了很好的效果.c、2004年我局軌檢車技術(shù)人員研發(fā)GPS全球定位系統(tǒng)自動校正里程系統(tǒng),該系統(tǒng)能自動校正軌檢車?yán)锍?消除軌檢車測量的里程累計誤差,便于各段準(zhǔn)確定位檢查病害處所,查找和整治線路病害,保證行車平安和提升線路保養(yǎng)質(zhì)量.d、2004年我局軌檢車技術(shù)人員在原GJ-3型軌道檢測系統(tǒng)的根底上,完成軌

4、道幾何參數(shù)變化率設(shè)計和開發(fā),軌道幾何參數(shù)變化率大大方便線路病害的查找和整治.4、GJ-4型軌檢車.1985年我國引進美國ENSC8司T-IO軌檢車,研制成功XGJ-1型軌檢車,并在此根底上研制成功GJ-4型軌檢車.GJ-4型軌檢車采用慣性基準(zhǔn)檢測原理,“捷聯(lián)式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)GJ-3型各子系統(tǒng)采用組合式,計算機對各種誤差信號進行補償修正,并使用小型計算機集中處文案大全理全部檢測工程數(shù)據(jù).檢測工程齊全,包括軌距、軌向、高低、水平、三角坑、車體垂直和水平振動加速度、超高、曲率、地面標(biāo)志等.由于GJ-3型和GJ-4型軌檢車所使用的軌距梁存在嚴(yán)重的平安隱患,目前GJ-3型軌檢車已根本報廢,大多GJ-4型軌檢車

5、也進行了改造,淘汰了原用軌距伺服跟蹤測量系統(tǒng),采用和GJ-5型軌檢車一樣的激光攝像測量系統(tǒng).GJ-4型軌檢車軌檢車原理軌檢車的檢測原理：1、軌距的檢測原理：GJ-4型軌檢車所采用的軌距檢測系統(tǒng)為激光光電伺服跟蹤軌距測量裝置.在測量梁上安裝激光光電傳感器、位移計、驅(qū)動馬達及伺服機械.當(dāng)鋼軌產(chǎn)生位移,使軌距變化時,光電傳感器感受其變化并輸由相關(guān)電信號.經(jīng)調(diào)制解調(diào)器處理后,成為與軌距變化成線形比例的電壓信號,再經(jīng)過信號處理器、功放、驅(qū)動馬達使光電傳感器在伺服的推動下,發(fā)生的光束投身到左右股鋼軌頂面下16mn#16mm#是有效位置,跟蹤鋼軌位移.經(jīng)計算顯示軌距.光電頭被堵住、就不能檢測軌距、同時也不檢

6、測方向.監(jiān)測范圍1415mm-1480mm;+45mm-20mm誤差為±1mm2、曲率的檢測原理：曲率為一定弦長曲線軌道如30米對應(yīng)的圓心角a,即、度/30m、度數(shù)大、曲率大、半徑小.反之,度數(shù)小、曲率小、半徑大.軌檢車通過曲線時、測量軌檢車每通過30米后車體方向角的變化值,計算由軌檢車通過30米后的相應(yīng)圓心角的變化值.即曲率.曲率、曲率變化率是檢測曲線圓度的波形通道、僅供參考、不作考核內(nèi)容.能正確判斷曲線正矢連續(xù)差和曲線的圓度.曲率變化率的波形通道有突變、正矢肯定不好,50X曲率=正矢、如：某曲線曲率為0.46、正矢=50X0.46=23mm在直線上存在碎彎、小方向或軌距遞減不好.

7、3、水平的檢測原理：水平為軌道同一橫斷面內(nèi)鋼軌頂面之高差.曲線水平稱為超高.GJ-4型軌檢車采用補償加速度系統(tǒng)測量水平,利用補償加速度系統(tǒng)測量車體對地垂線滾動角,利用位移計測量車體與軌道相對滾動角,二者結(jié)合計算由軌道傾角.利用兩軌道中央線間距1500mm計算由水平值.監(jiān)測范圍土200mrp誤差土1.5mni4、上下的檢測原理：高低是指鋼軌頂面縱向起伏變化.GJ-4型軌檢車采用慣性基準(zhǔn)的原理測量軌道變化的實際波型,得到上下變化的空間曲線,數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)實時采集數(shù)據(jù)的間隔距離為0.305m,同時可換算成5米、10米、20米或其它弦長之測量法測量.測量上下的傳感器除了測量曲率、水平外,另外還有2個

8、垂直加速度計.通過車體位移,計算由軌面相對慣性空間的位移變化,進行必要的處理,得到上下數(shù)值.監(jiān)測范圍土60mm誤差土1.5mn上下摸才以弦長18.6米.5、方向的檢測原理：方向指鋼軌內(nèi)側(cè)面軌距點沿軌道縱向水平位置的變化.利用左右股軌距測量裝置所測的左右股軌距變化或位移,軌距點相對縱向軌跡一軌向.監(jiān)測范圍±100mm誤差土1.5mmo摸擬弦長18.6米.6、扭曲三角坑的檢測原理：扭曲反映了鋼軌頂面的平面性.如圖：設(shè)軌頂面abcd四個點不在一個平面上,c點到abd三個點組成的平面的垂直距離h為扭曲.扭曲會使車輪抬高面懸空,使車輛產(chǎn)生3點支撐1點懸空,極易造成脫軌掉道.扭曲值h為：h=a-

9、b-c-dh=Ah1-Ah2o4h1為軌道橫斷面I-I的水平值,h2為軌道斷面n-n的水平值,h1-4h2為基長L斷面II與斷面n-n之間距時兩軌道斷面的水平差.水平已經(jīng)測生,所以只要按規(guī)定基長取兩斷面水平差即可計算由扭曲值.二、GJ-5型軌檢車檢測原理簡介2002年我國從美國IMAGEMA公司引進GJ-5型軌檢車.GJ-5型軌檢車仍然采用慣性基準(zhǔn)測量原理,但引入了全新的激光攝像測量、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技術(shù),包含軌道幾何測量系統(tǒng)、車體振動加速度測量系統(tǒng)、GPS里程自動修正系統(tǒng),環(huán)境監(jiān)視系統(tǒng)等.軌道幾何測量系統(tǒng)包含軌距、軌向、上下、水平、三角坑、超高、曲率等工程,車體振動加速度測量系統(tǒng)包含車體垂直加速

10、度和水平加速度兩個工程.根據(jù)新的軌道動態(tài)治理標(biāo)準(zhǔn),GJ-5型軌檢車在原有工程上增加了上下、軌向長波長70的、軌距變化率、曲率變化率和橫加變化率.新增加的長波長上下、軌向和三個變化率指標(biāo)主要用于評價高速變化率是軌道不平順局區(qū)段的列車運行的平安性與舒適性.部波形特征描述的方法之一,其反響的是幅值的變化快慢,不同于單純的幅值大小.1、軌距軌距是鋼軌軌頭部踏面下16mm范圍內(nèi)兩股鋼軌工作邊之間的最小距離.使用激光攝像技術(shù)測量.2、軌向鋼軌內(nèi)側(cè),軌距點沿軌道延長方向的橫向凹凸不平順.使用激光攝像技術(shù)和慣性基準(zhǔn)原理測量.3、上下鋼軌頂面沿延長方向的垂向凹凸不平順.使用慣性基準(zhǔn)原理測量.4、水平同一橫截面上

11、左右上下測量值的代數(shù)差,但不含曲線上按規(guī)定設(shè)置的超高值及超高順坡量.5、三角坑扭曲左右兩軌頂面相對軌道平面的扭曲,用相距一定基長水平的代數(shù)差表示.新車采用2.5m基長.6、超高使曲線地段外股鋼軌高于內(nèi)股鋼軌或其差值.通過滾動陀螺測量軌檢梁與地面傾角,計算由軌道超高.7、曲率曲率定義為一定弦長的曲線軌道對應(yīng)之圓心角,度數(shù)越大,曲率越大,半徑越小,通過度數(shù)或每公里的弧度來表示.也可以說是曲線半徑的另一種提法.兩者關(guān)系：曲線半徑=1000m/曲率值.8、車體垂直加速度軌檢車車體在垂直方向的振動強度.9、車體水平加速度軌檢車車體在水平方向即左右橫向的振動強度.10、軌距變化率軌距變化率是以2.5m基長

12、軌距測量值的差值與基長的比值.fGfGX1-fGX0X1-X0X1X.=2.5m11、曲率變化率曲率變化率是以18m基長曲率測量值的差值與基長的比值.fCX1fCX0fCX1X0X1-X.=18m12、橫加變化率橫加變化率是以18m基長車體橫向加速度測量值的差值與車體通過基長所用時間的比值O_fAXi-fAX0tX1-X0tX1-X0vX1-X0X1.X0=18m三、軌道檢測根本知識1、超限峰值的摘取從超過一級再回到一級算一處超限.最大峰值作為超限峰值,到達最大峰的里程為超限里程,超限長度為到達一級點與再回到一級點之間的距離.超限峰值摘取2、軌檢車各檢測工程正號定義如下：(1)、軌距(偏差)正

13、負(fù)：實際軌距大于標(biāo)準(zhǔn)軌距時軌距偏差為正,反之為負(fù)；(2)、上下正負(fù)：上下向上為正,向下為負(fù)；(3)、軌向正負(fù)：順軌檢車正向,軌向向左為正,向右為負(fù)；(4)、水平正負(fù)：順軌檢車正向,左軌高為正,反之為負(fù)；(5)、曲率正負(fù)：順軌檢車正向,右拐曲線曲率為正,左拐曲線曲率為負(fù)；(6)、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；(7)、車體垂向加速度：垂直于車體地板,向上為正.3、靜態(tài)和動態(tài)軌道不平順的關(guān)系(1)靜態(tài)軌道不平順無輪載作用時,人工或輕型測量小車測得的不平順通常稱為靜態(tài)不平順.靜態(tài)不平順不能如實反映暗坑、空吊板、剛度不均勻等形成的不平順,往往只能局部反映道床路基不

14、均勻剩余變形積累形成的不平順.靜態(tài)不平順只是軌道不平順局部的、不確定的表象.(2)動態(tài)軌道不平順用軌檢車測得的在列車車輪荷載作用下才完全顯現(xiàn)由來的軌道不平順通常稱為動態(tài)不平順.真正對行車平安,輪軌作用力,車輛振動產(chǎn)生實際影響的軌道不平順是動態(tài)不平順.因此,軌道不平順的各種監(jiān)控治理標(biāo)準(zhǔn),尤其是平安治理標(biāo)準(zhǔn),大多是依據(jù)動態(tài)不平順來制定.(3)靜態(tài)和動態(tài)軌道不平順的差異通常情況下,同一地段動態(tài)不平順與靜態(tài)不平順的波形,往往有較大差異.暗坑、吊板越多,不良扣件越多,道床密實度越不均勻,差異越大.動態(tài)不平順的幅值越大,靜態(tài)和動態(tài)軌道不平順的差異也越大.起道搗固、撥道作業(yè)的質(zhì)量越好、越均勻,靜態(tài)和動態(tài)軌道

15、不平順的差異越小.具有高平順性的高速鐵路,靜態(tài)和動態(tài)軌道不平順的差異較一般軌道小.無硝軌道靜態(tài)和動態(tài)軌道不平順的差異較小.(4)動、靜態(tài)不平順幅值間的關(guān)系動、靜態(tài)不平順幅值一般不存在一一對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系.通過大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,可以得由以下結(jié)論：一個靜態(tài)值可以對應(yīng)一組動態(tài)值.同樣一個動態(tài)值也可能對應(yīng)一組靜態(tài)值.相同軌道結(jié)構(gòu)、不同種類的軌道不平順,動、靜態(tài)幅值之間的差異和相互關(guān)系各不相同.四、GJ-5型軌檢車在維修養(yǎng)護工作中的應(yīng)用1、數(shù)據(jù)資料目前GJ-5型軌檢車提供如下數(shù)據(jù)資料：一、二、三、四級超限資料,曲線摘要,公里小結(jié),區(qū)段匯總簡要,區(qū)段匯總表,軌道質(zhì)量指數(shù)(TQI)以及波形文件等詳細文件名及內(nèi)

16、容如下表：文件名文件內(nèi)容CLASS1.html一級超限資料CLASS2.html二級超限資料CLASS3_4.html三、四級超限資料CLASS_OTHER.html其他超限資料CURVES.html曲線摘要KMSUMMARY.html公里小結(jié)PGP.html區(qū)段匯總簡要SECSUMMARY.html區(qū)段匯總表TQI.html軌道質(zhì)量指數(shù)*.IIC無關(guān)文件,無法翻開*.STE波形文件(1)、超限資料：記錄所選區(qū)段所有超限,CLASS1CLASS2CLASS3_4E個文件中只包含軌距、軌向、上下、水平、三角坑、車體垂直加速度、車體水平加速度,其他類型超限存放在CLASS_OTHER.超限資料是查

17、找和消滅線路病害,保證行車平安和指導(dǎo)養(yǎng)護維修線路的極為重要的數(shù)據(jù).(2)、曲線摘要：記錄了所選區(qū)段所有曲線實測資料,包含曲線平均半徑、平均加寬、平均超高以及用75mm欠超高計算生的最高允許速度、限制該速度的極限點里程、半徑、超高等數(shù)據(jù)資料.結(jié)合波形圖,有助于計算、設(shè)置曲線超高和整治曲線病害.(3)、公里小結(jié)表：記錄了所選區(qū)段所有公里小結(jié),用來評定和分析線路質(zhì)量.(4)、區(qū)段匯總簡要：記錄了所選區(qū)段簡要匯總情況.(5)、區(qū)段匯總表：所選區(qū)段詳細匯總表.(6)、軌道質(zhì)量指數(shù)：記錄了所選區(qū)段所有軌道質(zhì)量指數(shù),超限一列有感慨號表示這200米TQI超過治理值或者某一單項超過治理值.GJ-5型軌檢車TQI

18、數(shù)據(jù)格式與GJ-3型不同,我們原來使用的TQI治理軟件已不能使用.以上文件都是超文本文件,也就是網(wǎng)頁文件,可以用IE瀏覽器和WORD丁開,建議用EXCE小開并另存為EXCEL文件,便于以后匯總統(tǒng)計和分析.2、波形圖查看及分析(1)、波形圖查看工具的使用軌檢車提供的*.ste文件是波形文件,采用部檢測中央提供的專用看圖軟件(波形查看工具IAE)翻開瀏覽,波形圖各工程零線以上為正.2、軌檢車地面標(biāo)志識別軌道上的道口、道岔、橋梁、軌距拉桿等含有金屬部件,安裝于軌檢梁上的地面標(biāo)記傳感器ALD可以檢測到這些金屬部件,輸由的信號可以和里程、軌道不平順同步顯示在軌道檢測波形圖上.由于道口、道岔、橋梁、軌距拉桿等含有金屬部件大小形狀、位置不同,ALD信號響應(yīng)不同.因此根據(jù)ALD信號特征可以識別道口、道岔、橋梁、軌距拉桿位置.a、道岔圖b、橋梁圖c、道口圖棟梁公里標(biāo).3、如何結(jié)合波形圖查找現(xiàn)場病害平時我們到現(xiàn)場查找病害都是使用絕對里程定位,即根由于軌檢車?yán)锍檀嬖趽?jù)軌檢車提供的里程到現(xiàn)場查找病害,累計誤差,往往找不到.我們可以通過相對定位來查找病害,根據(jù)波形圖地面標(biāo)志,可以方便地識別道岔、橋梁、電容枕、道口,根據(jù)曲率和超高,也可以