軌道不平順管理及分析

簡(jiǎn)介：主家自然科學(xué)基金2項(xiàng)，主持博士后科學(xué)基金項(xiàng)目2項(xiàng)，主持省部級(jí)科學(xué)基金項(xiàng)，參與國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)，參與國(guó)家“97計(jì)劃”和“86計(jì)劃”各項(xiàng)，參與省部級(jí)科學(xué)基金5項(xiàng)。其中完成的市“科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃”重點(diǎn)科技項(xiàng)目，于20年獲得市優(yōu)秀工程咨詢成果一等獎(jiǎng)。新申請(qǐng)發(fā)明專利項(xiàng)，項(xiàng)發(fā)明專利與1項(xiàng)實(shí)用新型專利。此外，還參與完成了高速鐵路、地鐵交通與磁浮交通等領(lǐng)域的重大橫向課題5余項(xiàng)。前言：前言：軌道不平順的不利高速鐵路短波微小不平順：易產(chǎn)生巨大輪軌作用力 鋼軌、輪斷裂、惡性脫軌事故等前言：前言：軌道不平順的不利高速鐵路短波微小不平順：易產(chǎn)生巨大輪軌作用力 鋼軌、輪斷裂、惡性脫軌事故等西班 2013年7月12法法法高速鐵路短波微小不平順：易產(chǎn)生巨大輪軌作用力 鋼軌、輪斷裂、惡性脫軌事故等前言：前言：軌道不平順的不利高速鐵路中、長(zhǎng)波小幅不平順：消化等身心健高速鐵路中、長(zhǎng)波小幅不平順：消化等身心健PSDPSD10-10-10-10-

f

PSDPSD10-10-

支承層加速f高速鐵路振動(dòng)噪聲問(wèn)題：嚴(yán)重干擾沿線人們的正常生活高速鐵路振動(dòng)噪聲問(wèn)題：嚴(yán)重干擾沿線人們的正常生活德國(guó)Cadna/A軟自主開發(fā)V-MEVF軟件（二維自主開發(fā)V-MEVF軟件（二維前言：前言：軌道不平順的不利高速鐵路振動(dòng)噪聲問(wèn)題：嚴(yán)重干擾沿線人們的正常生活自主開發(fā)V-MEVF軟件（三維 BA 分析方法預(yù)測(cè)地鐵隧道環(huán)境振動(dòng)D1 軌道不平1 軌道不平順的危 2軌道不平順的3軌道不平順的4軌道不平順的5軌道不平順課程提軌道軌道不平順的危害：車輛/軌道相互作用關(guān)客車、貨車、（剛體的沉浮Z、點(diǎn)頭β運(yùn)動(dòng)軌道軌道不平順的危害：車輛/軌道相互作用關(guān)軌道模 鋼軌（M、（Euler梁或Timoshenko梁Kp MKb Kf

Kwb軌道軌道不平順的危害：車輛/軌道相互作用關(guān)赫茲非線性彈性接觸理論的基本假定接接觸p(t)GZ3/Z(t)p(t)GZ3/

1G jP231

Kh

0j0j

(t)

3 Zjwr(t)Zwj(t)Zr(xGj,t)Zj0輪輪踏接觸ff飽和極蠕滑純滾蠕滑軌道不平順的危害：車輛/軌道相互作用關(guān)時(shí)域求解方法：顯示遞推積分 MACVKS

S n n

1At

[M

[C]V

[K 為積分參數(shù)，一般情況下取0.5，計(jì)算起步時(shí)取0可使計(jì)軌道不平順的危害：車輛/軌道相互作用關(guān)(2MiC()K())H()系統(tǒng)n個(gè)輪對(duì)激勵(lì)的m

Hs H1()e 系統(tǒng)自由度i

Hs(i,1)

22軌道不平順的危害：車輛/軌道相互作用關(guān)時(shí)頻域求解方法：時(shí)頻域求解方法：軌道軌道不平順的危害：車輛/軌道相互作用關(guān)車輛安全性指標(biāo)之μ摩擦系PPsinHcosPcosHsinHsinHsincostgPcos1車輛安全性指標(biāo)之HP脫軌安全性指標(biāo)之一脫軌系數(shù)：又稱車輪爬軌安全系HP橫向力與垂直力的相對(duì)大小比例HPHPH

脫軌系數(shù)大于0.8時(shí)間大于等于HH

脫軌系數(shù)大于0.8時(shí)間小于 車輛安全性指標(biāo)之輪重減載PP1PP P1PPP PPP軌道不平順的危害：軌道不平順與車輛/軌道相互作用關(guān)1軌道不平順1軌道不平順2 軌道不平順的分 3軌道不平順的4軌道不平順的5軌道不平順課程提軌道軌道不平順的分類：按激擾垂向軌道不平高低不平順：軌道沿線路方向的豎向平順性。（左、右軌有別鋼軌本身軋制誤差，線路施工和大修作業(yè)的高偏差，橋梁撓曲變形，道床和路基殘余變形沉降不均勻，軌道各部件間的間隙不相等，存在暗坑、吊板，軌道垂向彈性不一致，以及車軌 等。高低不平順之波浪形短波不平高低不平順之基礎(chǔ)沉降引起的長(zhǎng)波不平垂向軌道不平水平不平順：線路左右兩股鋼軌頂面的相對(duì)高差包含水平差與不平順（又稱“三角坑”）兩。其中，三角坑是指兩股交替高低不平，高差值＞容許值，且兩個(gè)水平最大誤差點(diǎn)之間的距離＜18，因三輪壓緊，一輪減載懸空，易爬軌脫軌，須予以消除。橫向軌道不平軌向不平順：軌道中心線在水平面上的平順性。（左、右軌平均軌排橫向殘余變形積累和軌頭側(cè)面磨耗不均勻、扣件失效、軌道向彈性不一致等 軌距偏差：在軌道同一橫截面、鋼軌頂面以下1處、左右鋼軌之間的最小內(nèi)側(cè)距與標(biāo)準(zhǔn)軌距的偏差。復(fù)合軌道不平在軌道同一位置上，垂向和橫向不平順共存而形成復(fù)合不平順?lè)较蛩侥嫦鄰?fù)合不平順：軌道同一位置既有方向不平順又有水不平順，并且軌道臌曲方向與高軌位置形成 狀態(tài)嚴(yán)嚴(yán)重時(shí)易引起脫復(fù)合軌道不平在軌道同一位置上，垂向和橫向不平順共存而形成復(fù)合不平順曲線起點(diǎn)與終點(diǎn)復(fù)合不平順：在曲線圓緩點(diǎn)、緩直點(diǎn)、、正失軌道不平順的分類：按不平順波長(zhǎng)特征劃短波不平波長(zhǎng)1m以下，波幅0.1~2mm主要由鋼軌接頭焊縫、不均勻磨耗、軌頭擦傷、剝離掉塊、波浪磨耗以及軌枕間距等因素構(gòu)成。中波不平波長(zhǎng)1~3.5m，波幅0.1~1mm鋼軌軋制過(guò)程形成的周期性不平順。波長(zhǎng)3~30m，波幅1~35mm長(zhǎng)波不平軌道軌道不平順的分類：按不平順顯現(xiàn)時(shí)有無(wú)輪載作用來(lái)劃靜態(tài)不平無(wú)輪載作用時(shí)，人工或輕型測(cè)量小車測(cè)得的不平暗坑、吊板和彈性不均勻形成的不平順，只能反映道床路基不均勻累積變形的不平順動(dòng)態(tài)不平利用軌檢車測(cè)得列車輪載作用下的不平真正對(duì)行車安全、輪軌作用力、車輛振動(dòng)產(chǎn)生實(shí)際影響的軌道不順是動(dòng)態(tài)不平順，各國(guó)以此為重點(diǎn)控制對(duì)象靜態(tài)與動(dòng)態(tài)不平順的關(guān)動(dòng)、靜態(tài)不平順的幅值不存在一一對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系，而是一對(duì)多關(guān)系。并且，線路等級(jí)越高，兩者的差距越小靜態(tài)與動(dòng)態(tài)不平順的關(guān)同一路段動(dòng)態(tài)不平順與靜態(tài)不平順的波形往往有一定差異，線路害越多，這種差異就越大動(dòng)態(tài)不平順?lè)翟酱?，靜、動(dòng)態(tài)不平順之間的差異也越大高平順的高速鐵路軌道的靜、動(dòng)態(tài)不平順的差異大于一般線路對(duì)于不同軌道結(jié)構(gòu)、不同種類的軌道不平順，靜、動(dòng)態(tài)不平順?lè)g的差異和相互關(guān)系各不相同無(wú)砟軌道的靜、動(dòng)態(tài)不平順差異比有砟軌道小1軌道不平順1軌道不平順2軌道不平順的3 軌道不平順的描 4軌道不平順的5軌道不平順課程提軌道軌道不平順的描述：軌道不平順的隨機(jī)特軌道不平順的隨機(jī)因機(jī)車車輛時(shí)刻變化的動(dòng)力作用、鋼軌初始平直性、線路施工誤差、基礎(chǔ)不均勻沉降，以及雨雪、氣溫等自然環(huán)境因素。京滬2.0x10京滬軌道高低不平順軌道高低不平順1.0x10-5.0x10--5.0x10--1.0x10--1.5x10--2.0x10--2.5x10- 軌道不平順的波形特隨時(shí)空經(jīng)常變化

里程非單一波形，而是由無(wú)法預(yù)知的各類簡(jiǎn)諧波疊加而成無(wú)法用明確的數(shù)學(xué)表達(dá)式對(duì)其表征，只能借用數(shù)理統(tǒng)計(jì)函數(shù)予以描述隨機(jī)軌道不平順的平穩(wěn)性假時(shí)域、時(shí)域、頻域分時(shí)頻分平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)準(zhǔn)平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)非平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)復(fù)軌道不平順的描述：軌道不平順?lè)档慕y(tǒng)軌道不平順的均方值與方均方值（與激擾能量有關(guān)

x2( x方差（偏離程度）2

[(x)

]2dx

x2(x)dx2

2x x x1n(1n(in

x

標(biāo)準(zhǔn)差（方差的正平方根 軌道不平順的P值（軌道不平順的滑動(dòng)平均值（法國(guó)以300m為單元，分段求取平均值軌道不平順的描述：軌道不平順波長(zhǎng)與幅值的統(tǒng)計(jì)特軌道不平順時(shí)域序列的傅里葉變換---軌道不平順的描述：反映軌道不平順波長(zhǎng)與波幅的功率密度軌道不平順功率密度譜的定多數(shù)軌道不平順可認(rèn)為是具有平穩(wěn)或弱平穩(wěn)特征的隨機(jī)序列將單位頻率微小帶寬內(nèi)的不平順均方值作為其功率密度譜單位頻率可以是時(shí)間頻率（f=1/s）也可以是空間頻率（f=1/m）均為正頻率的單邊功率密度譜（縱坐單位是mm2/Hz或mm2/(1/m)）為了展示整個(gè)頻段或波段上的幅值譜密度的分布情況多采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)2(f,f譜密

lim f lim

lim1T2(t,f,f)dtf0

fT或fX2fT或fX

1G(f1

limf0

limX

T2(x,

f,f

f 軌道軌道不平順的描述：反映軌道不平順波長(zhǎng)與波幅結(jié)構(gòu)的功率密度軌道不平順功率密度譜的擬合公軌道不平順的功率密度譜曲線不具有確定性的解析函數(shù)關(guān)系為了描述與應(yīng)用方便，通常尋求接近譜密度曲線的擬合函數(shù)各國(guó)擬合曲線表達(dá)式多種多樣，復(fù)雜表達(dá)式吻合度高但參數(shù)多高低軌道不平順

德國(guó)高低軌道不平順AS()2

S()

(22)(2 最高車速為軌道不平順功率密度譜的擬合公式中國(guó)高鐵無(wú)砟軌道不平順S(f)S(f)f適用于速度300~350km/h同樣 低/軌向/軌距/水平四種軌道不平順波長(zhǎng)：在2~200m公式：f——空間頻率（單位：1/m）A、k——

10- 10-10- 10-10-10- 10- 10-

10-10- 軌道不平順功率密度譜的擬合公式中國(guó)高鐵無(wú)砟軌道不平順S(f)S(f)f適用于速度300~350km/h同樣 低/軌向/軌距/水平四種軌道不平順波長(zhǎng)：在2~200m公式：f——空間頻率（單位：1/m）A、k——

10-

10-10-10-10-10-

10-10- 10- 10- 軌道不平順功率密度譜的特軌道不平順的功率密度譜標(biāo)準(zhǔn)曲線是一條連續(xù)帶寬的斜線長(zhǎng)波成分的譜密度值較大，且多數(shù)情況下短波成分的譜密度值較小有時(shí)會(huì)含有窄帶隨機(jī)波的凸形峰值和周期性尖峰功率譜密度能夠全面表達(dá)軌道不平順特征的統(tǒng)計(jì)函數(shù)，并能夠揭示看似雜亂無(wú)章且隨化的軌道不平順的幅值和波長(zhǎng)兩方面的信息。對(duì)于科學(xué)評(píng)定軌道的平順狀態(tài)、軌道病害，研究軌道不平順引起的車輛響應(yīng)以及對(duì)機(jī)車車輛懸掛系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等都非常重要。軌道不平順功率密度譜的計(jì)算方法主要有周期圖法與最大熵值法下面將分別予以介紹軌道不平順功率密度譜的一般計(jì)算公根據(jù)隨機(jī)振動(dòng)理論，自相關(guān)函數(shù)與自譜密度函數(shù)Sx(f)

()ej2f實(shí)際應(yīng)用中，-f是不可能出現(xiàn)的，所以往往處理成單邊譜G(

)

(f

()ej2f

0

f又由原始數(shù)據(jù)(x)的傅里葉變化可得由此單邊譜可改寫為

K(f) (x)ej2fx2Gx(f)2

K(f)軌道不平順功率密度譜的一般計(jì)算公,N為便于計(jì)算，需首先將(x)離,N

X還需將無(wú)限長(zhǎng)的數(shù)據(jù)截取為有限長(zhǎng)。（這是對(duì)原始數(shù)據(jù)的第二次修改引入截?cái)嗪瘮?shù)u(x)：設(shè)

(0x)N

(Nxx)K(f)

ej2譜密度函數(shù)的橫坐標(biāo)f

fkfk N由離散的空間（時(shí)間）頻率f即可求得譜密度函數(shù)Gx(f)

N

j2kiN軌道不平順功率密度譜的計(jì)算方法之周期圖周期圖法的計(jì)算公設(shè)有限長(zhǎng)度0<n<N-1的實(shí)平穩(wěn)隨機(jī)序列x{x(n)}的傅里葉變NX() x(n)e1周期圖的計(jì)算公式為1周期圖的數(shù)學(xué)期望N

IN()

X()NN

N

EIN()

ERxx

Rxx(m)周期圖的方差

m(N

m(N1) VarI

()4

sinN x

Nsin 軌道不平順功率密度譜的計(jì)算方法之平均周期圖平均周期圖的計(jì)算公將N個(gè)數(shù)據(jù)序列x分成K段M個(gè)數(shù)據(jù)列，即N=KMxx(n

M 0n

1 1i第i段x(n)的周期圖公式為IM ()IMM

M xi(n)e

1iK段周期圖的平均值（為保證精度，K值一般取30至1Bxx()1平均周期圖的方差

II MB

()

41

2

Msin 軌道不平順功率密度譜的計(jì)算方法之平均周期圖窗函數(shù)的定它是降低譜估計(jì)的法，即用適當(dāng)?shù)墓β首V窗函數(shù)周期圖進(jìn)行卷積而使周期圖平滑，只要窗函數(shù)選擇合適，就可以減少效應(yīng)，從而使畸變與方差減小。窗函數(shù)特征及選窗要窗函數(shù)兩邊應(yīng)盡量圓滑，避免突然上升和急劇下降窗長(zhǎng)度越大，頻率結(jié)構(gòu)越詳細(xì)，越接近真實(shí)譜一般是最大周期2倍以上，到8~10倍。并且高速鐵路比普速鐵路長(zhǎng)111cos5t

TtT w(t)

tT T111cos5t

4TtT 軌道軌道不平順的描述：反映軌道不平順波長(zhǎng)與波幅結(jié)構(gòu)的功率密度軌道不平順功率密度譜的計(jì)算方法之最大熵值最大熵值法比傳統(tǒng)方法所得譜估計(jì)的分辨率高，尤其適用短數(shù)據(jù)情況設(shè)具有零均值的N+2維正態(tài)矢量X，其熵為N Hlog(2e) detRxx(Ndet

代表平穩(wěn)隨機(jī)序列

的自相關(guān)函數(shù)N+1值組成矩陣行列式，由數(shù)學(xué)推導(dǎo)可得，要使熵H為最大，相當(dāng)于使該行列式為零Rxx

RxxRxx(N Rxx(NRxx經(jīng)自相關(guān)函數(shù)外推，可使功率譜估計(jì)分辨率提高。實(shí)際上，類似于此方法很多，這里用的是伯格遞推法，并選用FPE準(zhǔn)則確定最佳模型階數(shù)軌道軌道不平順的描述：反映軌道不平順波長(zhǎng)與波幅結(jié)構(gòu)的功率密度軌道不平順功率密度譜的特征及功可揭示出一段軌道不平順?biāo)ㄩL(zhǎng)與幅值密度兩方面的信息譜線下面積越小，說(shuō)明不平順?lè)档木街翟叫?，則軌道平順性越高如出現(xiàn)窄帶的凸起駝峰曲線，說(shuō)明僅有幅值無(wú)規(guī)則變化的窄帶波長(zhǎng)尖峰，說(shuō)明含有周期性波長(zhǎng)成分（該波長(zhǎng)正是尖峰對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)）可用于車輛/軌道耦合動(dòng)力學(xué)計(jì)算與試驗(yàn)的激擾輸入譜（也包括頻域譜），或者結(jié)合響應(yīng)譜計(jì)算傳遞函數(shù)Sy(f)

H(

)2S(fx針對(duì)不同波長(zhǎng)控制其對(duì)應(yīng)的幅值x能夠早期發(fā)現(xiàn)肉眼難以辨識(shí)的波浪形磨耗，識(shí)別其嚴(yán)重程度還可通過(guò)軌道譜的異常變化分析各類病害現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)可與時(shí)域譜相互轉(zhuǎn)軌道不平順的描述：局部特殊波形軌道不平順的描局部特殊波形的軌道不平定義：或是幅值很大，或是形狀特殊，均會(huì)引起很大的振動(dòng)響應(yīng)描述：幅值、半波長(zhǎng)、1/4波長(zhǎng)、平均變化率、波數(shù)等特征參數(shù)類別：正（余）弦形、尖彎形、凸臺(tái)形、指數(shù)衰減形、臺(tái)階形1軌道不平順1軌道不平順2軌道不平順的3軌道不平順的4 軌道不平順的評(píng) 5軌道不平順課程提軌道不平順的評(píng)定：超限評(píng)分根據(jù)軌道局部不平順超限等級(jí)來(lái)扣分評(píng)定，不同超限等級(jí)對(duì)應(yīng)于軌道不平順發(fā)展變化階檢查評(píng)定項(xiàng)目包括軌距、水平、高低、軌向、三角坑、車體垂向速度和橫向加速度7不平順超限等級(jí)一般分4級(jí)，各項(xiàng)超限等近劃分及扣分標(biāo)SSKiTjCij j47Ⅱ級(jí)為舒適度標(biāo)準(zhǔn)，每處扣5Ⅲ級(jí)為臨時(shí)補(bǔ)修標(biāo)準(zhǔn)，每處扣100Ⅳ級(jí)為限速標(biāo)準(zhǔn)，每處扣301優(yōu)良優(yōu)良——每千米扣分總數(shù)在50分及以內(nèi)合格每千米扣分總數(shù)在51~300分失格——每千米扣分總數(shù)在300分以上軌道不平順的評(píng)定：TQI法（TrackQualityTQIi7TQIi7高低頻數(shù)分布對(duì)比圖頻數(shù)1njnxX222010年12i i1nnx2011年11j2011年120012345高低軌道不軌道不平順的評(píng)定：新TQI法（連續(xù)計(jì)算度第三維度：均方差第三維度：均方差第二維度：計(jì)算長(zhǎng)度第第一第二維度：計(jì)算長(zhǎng)度第第一（）軌道軌道不平順的評(píng)定：國(guó)外軌道質(zhì)量評(píng)定方鐵路的軌道質(zhì)量指數(shù)TQ)。單元區(qū)段設(shè)為30m。TQI的計(jì)算方是先計(jì)算高低、軌向、水平單項(xiàng)幾何不平順在單元區(qū)段中各測(cè)點(diǎn)偏差值之和，然后計(jì)算三項(xiàng)參數(shù)之和。當(dāng)TQ超過(guò)0.時(shí)，該區(qū)段需進(jìn)行維修。國(guó)鐵的軌道質(zhì)量指數(shù)(TQI)。單元軌道區(qū)段長(zhǎng)度為00。其軌道質(zhì)量指數(shù)TQI計(jì)算方法是，首先計(jì)算高低、軌向、水平、軌距等單項(xiàng)幾何參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差，再計(jì)算各單項(xiàng)的TQ值。英國(guó)鐵路的單項(xiàng)幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差（D）。單元軌道區(qū)段定為00，采用超限峰值的統(tǒng)計(jì)個(gè)數(shù)及軌道區(qū)段的單項(xiàng)幾何參數(shù)的統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)評(píng)價(jià)軌道區(qū)段的平均質(zhì)量，并開發(fā)出了軌道質(zhì)量計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。荷蘭鐵路的軌道質(zhì)量指數(shù)（Q-指數(shù)）。單元軌道區(qū)段長(zhǎng)度定為200m采用BMS軌檢車測(cè)量高低、水平、軌向及長(zhǎng)波長(zhǎng)軌向（25～70m）的準(zhǔn)差，并以此作為搗固和撥道的依據(jù)。法國(guó)鐵路的平均偏差指數(shù)。單元軌道區(qū)段長(zhǎng)度為30。采用滑動(dòng)平均統(tǒng)計(jì)計(jì)算各單元區(qū)段的高低、軌向、水各項(xiàng)幾何參數(shù)的平均偏差指數(shù)。澳大利亞鐵路的軌道狀態(tài)指數(shù)(TC)。單元軌道區(qū)段長(zhǎng)度為10～500。采用單元區(qū)段中各單項(xiàng)幾何參數(shù)狀態(tài)指數(shù)P及綜合指標(biāo)軌道狀態(tài)指數(shù)TC來(lái)評(píng)定軌道質(zhì)量。PC是指高低、軌向、軌距、三角坑四個(gè)單項(xiàng)幾何參數(shù)在單元區(qū)段中所有峰值的標(biāo)準(zhǔn)差，T是四項(xiàng)P之和。鐵路的軌道不平順指數(shù)(P值。取50為基本區(qū)段，對(duì)連續(xù)的軌道不平順進(jìn)行采樣，采樣間隔為0.，在數(shù)值分布曲線上引入3的限界線，求出超過(guò)限界線的軌道不平順采樣點(diǎn)占總采樣點(diǎn)的比例。設(shè)軌道不平順的分布為正態(tài)分布，該比例即為軌道不平順指數(shù)值。軌道軌道不平順的評(píng)定：我國(guó)TQI值的時(shí)間域相關(guān)性分析（以昌九線為例使用相關(guān)系數(shù)時(shí)，如其值大于或等于0.8，為強(qiáng)相關(guān)性0.5～0.8為一般相關(guān)性，低于0.5為較差相關(guān)性，01、各單元區(qū)段1234781、各單元區(qū)段各單元區(qū)段單項(xiàng)不平順最大值與其標(biāo)準(zhǔn)差比值的平均值單項(xiàng)指標(biāo)峰值與標(biāo)準(zhǔn)差的比值（7月份通過(guò)通過(guò)計(jì)算其比值發(fā)現(xiàn)，各單項(xiàng)不平順的絕對(duì)最大值和標(biāo)準(zhǔn)差的關(guān)約為3.2倍左右，這與已有的相關(guān)研究結(jié)論32、各單項(xiàng)指標(biāo)上表中可以發(fā)現(xiàn)：左上表中可以發(fā)現(xiàn)：左右高低、左右軌向、水平三角坑的相關(guān)系數(shù)均大于0.，為強(qiáng)相關(guān)性；水平、三角坑—左右高低的相關(guān)系數(shù)為0~0.，為一般相關(guān)性，其余單項(xiàng)指標(biāo)之間的相關(guān)性均較差。3、各單項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差與車體垂向與橫向加速度的相關(guān)性分軌道軌道不平順的評(píng)定：軌道軌道不平順譜是描述和分析軌道不平順的最有效的工軌道不平順譜是評(píng)價(jià)軌道狀態(tài)的最有效的軌道不平順譜是設(shè)計(jì)、評(píng)估機(jī)車車輛、線橋隧等結(jié)構(gòu)的最重要參京津高低京津高低合武高低實(shí)測(cè)軌道譜與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)軌道譜的對(duì)軌道不軌道不平順的評(píng)定：3D軌道譜研究成果前進(jìn)前進(jìn)方第第一成貴客專上行線-左高低第三維度：譜密度成貴客專上行線-左高低軌道不平順的評(píng)定：3D軌道譜 研究成果德國(guó)德 擾標(biāo)成貴客專上行線-左高低軌道不平軌道不平順的評(píng)定：軌道譜的頻率域相關(guān)性分析研究成果左左右32m波

4.65.05.4

16、波波軌道不平順的評(píng)定：軌道不平順的影響分軌道不平順不僅幅值和波長(zhǎng)的變化范圍大，而V3.6V3.6短波不平順——輪軌間的沖擊振周期性成分——中、長(zhǎng)波尤其是敏感波長(zhǎng)成分——車體振速度、波長(zhǎng)、波幅關(guān)當(dāng)L和V一定時(shí)，A，當(dāng)A和V一定時(shí)，L越長(zhǎng)影響越，但敏感波長(zhǎng)、周期性的諧振波長(zhǎng)影響當(dāng)A和L一定時(shí)，V越高影響越大，非線性遞 現(xiàn)圖1固有頻軌道軌道不平順的描述：軌道不平順的影響分時(shí)域時(shí)域-空間域的分析方可實(shí)現(xiàn)軌道不平順時(shí)頻域轉(zhuǎn)換的方法有：二次濾波法、三角級(jí)數(shù)法、白聲濾波法和傅里葉逆變換法傅里葉逆變換法：首先離散軌道不平順的頻域功率譜密度，然后通過(guò)求模值與相位，再利用傅里葉逆變換即可得到軌道不平順的時(shí)域特征軌道軌道不平順的描述：軌道不平順的影響分時(shí)域-空間域的分析時(shí)域-空間域的分析方軌道不平順的評(píng)定：軌道不平順的影響分頻率頻率域-空間域的分析方有限長(zhǎng)軌道的整體結(jié)軌道軌道不平順的描述：軌道不平順的影響分頻率頻率域-波數(shù)域的分析方無(wú)限長(zhǎng)軌道的周期子結(jié)基于空間域Floquet變換的周期子結(jié)構(gòu)分析基于辛數(shù)學(xué)的無(wú)窮周期子結(jié)構(gòu)分析

EIρ KfLLLLLLLL軌道軌道不平順的描述：軌道不平順的影響分頻率域-波數(shù)頻率域-波數(shù)域的分析方Kf有限長(zhǎng)軌道結(jié)構(gòu)模 無(wú)限長(zhǎng)軌道結(jié)構(gòu)模時(shí)變系Kf軌道不平順的描述：軌道不平順的影響分時(shí)間-

頻率-

頻率- EIρKfL軌道不平順的評(píng)定：軌道不平順的影響分高速車輛對(duì)軌道高低不平順的敏感波

ttittimf2i1v(轉(zhuǎn)向架點(diǎn)頭imfi1v(轉(zhuǎn)向架沉浮ccimf2i1v(車體imfi1v(車體沉?。ㄞD(zhuǎn)向架點(diǎn)頭if（ ifcif（車體沉浮if2i1v

YY10-

X頻率YY2k2k1f(kN)(k(k1)f(k軌道不平順的評(píng)定：軌道不平順的影響分析（對(duì)車輛的敏感波長(zhǎng)高速車輛對(duì)軌道高低不平順的敏感波長(zhǎng)（以速度高速車輛對(duì)軌道高低不平順的敏感波長(zhǎng)（以速度250km/h的CRH2為例軌道不平順的最大敏感波長(zhǎng)是由車體振動(dòng)加速度決定的，高低不平順最大敏感波長(zhǎng)為53.2，水平不平順的最長(zhǎng)敏感波長(zhǎng)為8.81，軌向不平順的最長(zhǎng)敏感波長(zhǎng)為6.44；轉(zhuǎn)向架振動(dòng)敏感波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于車體振動(dòng)的敏感波長(zhǎng)，主要集中于1~10；軌道振動(dòng)加速度的敏感波長(zhǎng)約為1~1.8范圍內(nèi)。1軌道不平順1軌道不平順2軌道不平順的3軌道不平順的4軌道不平順的5軌道不平順課程提軌道不平順的識(shí)讀：軌檢車的檢測(cè)方弦測(cè)法：兩點(diǎn)差分法、三點(diǎn)中弦法（又稱正矢法）===軌道軌道不平順的識(shí)讀：軌檢車檢測(cè)方慣性基準(zhǔn)法：慣性位移法、軸箱加速度積分法、軸箱加速度快速傅里葉變化、質(zhì)量彈簧系統(tǒng)加速度與位移相加法慣性基準(zhǔn)原理測(cè)量，得到高低變化的空間曲線，同時(shí)可換算成弦測(cè)YZWadtdt軌道軌道不平順的識(shí)讀：軌檢車檢測(cè)方軌檢車速度的影響：對(duì)于性能良好的軌檢車而言，不車速度引起的軌道加彈性變形小于軌檢車的分辨精度，對(duì)檢測(cè)結(jié)果沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的影響 軌檢車的缺陷及其對(duì)策：不易保證較長(zhǎng)與較短波長(zhǎng)軌道不平順的測(cè)量精度。長(zhǎng)波軌道不平順建議采用精密水平儀、經(jīng)緯儀等進(jìn)量，同時(shí)處理線路坡度曲線曲率變化等影響；短波軌道不平順多補(bǔ)充采用精確的手提式檢測(cè)裝置或檢測(cè)小車。 軌檢車的檢查周期：法、德等高速鐵路軌檢車的檢測(cè)周期一般在1至3個(gè)月。高速新干線含軌檢車的綜合檢查車每周檢測(cè)1次。對(duì)車體加速度的監(jiān)測(cè)，軌道軌道不平順的識(shí)讀：軌檢動(dòng)態(tài)檢測(cè)的設(shè)備主要是軌道檢查車，我國(guó)目前主要采用的軌檢車為XGJ-準(zhǔn)高速（140～160km/h）軌檢車、GJ-3及GJ-4型軌道檢查高速主要采用綜合檢測(cè)GJ-4型軌檢車 0號(hào)綜合檢測(cè)車各國(guó)軌檢車情黃醫(yī)黃醫(yī)法國(guó)莫英國(guó)英國(guó)動(dòng)檢意大利阿基米軌道不平順的識(shí)讀：軌檢車的檢測(cè)項(xiàng)軌檢車檢測(cè)的項(xiàng)軌道幾何參數(shù)：軌距、軌距變化率（25米間隔）、軌向、水平、、三角坑、復(fù)合不平順（軌向+水平）、70米高低、0米軌向、曲率、曲率變化率（18米間隔）、ALD（地面標(biāo)記識(shí)別）等車體響應(yīng)參數(shù)：車體橫向加速度、車體垂向加速輔助評(píng)價(jià)參數(shù)：軌道質(zhì)量指數(shù)、各單項(xiàng)軌道質(zhì)量指軌檢車檢測(cè)項(xiàng)目正負(fù)號(hào)的定軌距（偏差）正負(fù)：實(shí)際軌距大于標(biāo)準(zhǔn)軌距時(shí)軌距偏差為正，反之為負(fù)高低正負(fù)：高低向上為正，向下為負(fù)；軌向正負(fù)：順軌檢車正向，軌向向左為正，向右為負(fù)水平正負(fù)：順軌檢車正向，左軌高為正，反之為負(fù)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)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；軌道不平順的識(shí)讀：軌檢車的檢測(cè)界整個(gè)界面分為（A）波形顯示區(qū)、（B）參數(shù)顯示區(qū)和公里顯示區(qū)軌道軌道不平順的識(shí)讀：軌檢車檢測(cè)項(xiàng)目之高第一種：波長(zhǎng)在以內(nèi)的高低，其特征幅值較小、波長(zhǎng)較短，但變化率較大，對(duì)車輪的作用力也較大。引起這種類型高低的第二種：波長(zhǎng)在10左右的高低，現(xiàn)場(chǎng)較常見。這種類型的高低易產(chǎn)生在橋頭、道口、隧道、涵洞、道床翻漿地段接合部。第三種：波長(zhǎng)在左右的高低，這種高低較少，現(xiàn)場(chǎng)工作人20，在檢查時(shí)用任意弦測(cè)量。軌道不軌道不平順的識(shí)讀：軌檢車檢測(cè)項(xiàng)目之水平水平病害偏差值過(guò)大將使車輛產(chǎn)生傾斜和測(cè)滾振動(dòng)，引起輪軌作用力變化。當(dāng)水平超限幅值和運(yùn)行速度一定時(shí)，其短波水平超限比長(zhǎng)波水平超限對(duì)車輛產(chǎn)生的影響大。影響水平偏差幅值主要有以下幾個(gè)方面：做法：現(xiàn)場(chǎng)將一股鋼軌抬高，造成一高現(xiàn)象，人為造兩股鋼軌下沉量一股鋼軌有空緩和曲線順坡不良軌道不平順的識(shí)讀：軌檢車檢測(cè)項(xiàng)目之三角三角坑病害偏差值過(guò)大，引起輪軌作用力變化，從而影響行車穩(wěn)定性，其高點(diǎn)會(huì)使車輛出現(xiàn)側(cè)滾，同時(shí)對(duì)車體附加一個(gè)垂直力，使車輛產(chǎn)生垂直振動(dòng)；其低點(diǎn)會(huì)使車輪懸空減載，同時(shí)使車輛轉(zhuǎn)向架變形，在其他因素作用下可能造成列車脫軌。影響三角坑偏差值主要是空吊、暗坑、反撬水平、緩和曲線順坡不良（直緩點(diǎn)、緩圓點(diǎn)易出三角坑）等。軌道軌道不平順的識(shí)讀：軌檢車檢測(cè)項(xiàng)目之軌軌距病害幅值過(guò)大過(guò)小，在其他因素作用下，可能會(huì)車脫軌或爬軌道結(jié)構(gòu)不良：如鋼軌肥邊、硬彎、曲線不均勻側(cè)磨、枕木失效、道釘浮離、軌撐失效、扣件爬離、軌距擋板磨耗、提速道岔基本軌刨切部分不密貼等。幾何尺寸不良：如軌距超限、軌距遞減不順、方向不良等框架剛度減弱：扣件扣壓力不足、軌道外側(cè)扣件離縫彈性擠（木枕線路尤其如此）軌道不平順的識(shí)讀：軌檢車檢測(cè)項(xiàng)目之曲軌道軌道不平順的識(shí)讀：軌檢車檢測(cè)項(xiàng)目之70米高低、70米軌軌向檢測(cè)項(xiàng)目是評(píng)價(jià)直線軌道的平直度和曲線軌道的圓順度。軌向病害過(guò)大會(huì)使車輪受到橫向沖擊，引起車輛左右晃動(dòng)和車體搖擺振動(dòng)，對(duì)列車平穩(wěn)度和舒適度產(chǎn)生較大影響，加速軌道結(jié)構(gòu)和道床的變形。影響軌向偏差值主要有以下幾個(gè)方面：幾何尺寸不良：直線區(qū)段方向不良、曲線區(qū)段不圓順（正超限）、軌距遞軌道結(jié)構(gòu)不良：鋼軌硬彎、不均勻磨耗、木枕失效、連續(xù)道釘浮離等?？蚣軇偠葴p弱軌道軌道不平順的識(shí)讀：軌檢車檢測(cè)項(xiàng)目之ALD（軌道地面標(biāo)志定義：軌道上的道岔、道口、橋梁、軌距拉桿、公里標(biāo)等設(shè)備含有的金屬部件，軌檢車可用安裝于軌距吊梁中部的電渦流傳感器檢測(cè)到，根據(jù)檢測(cè)返回的信號(hào)的不同，區(qū)分設(shè)備類型，把它標(biāo)在里程圖上，就可以方便準(zhǔn)確地找出病害的位置。百米標(biāo)、公里標(biāo)、電容枕、橋梁標(biāo)軌道軌道不平順的識(shí)讀：軌檢車檢測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的一般思一、針對(duì)較大值的病害，進(jìn)行重點(diǎn)臨時(shí)補(bǔ)第一步：里程修運(yùn)用已建立的里程核