軌檢車檢測(cè)原理及分析

一、對(duì)軌檢車檢測(cè)性能應(yīng)了解的內(nèi)容：

用軌檢車對(duì)軌道進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)，掌握線路在列車實(shí)際動(dòng)載作用下、軌道幾何尺寸偏差（四大項(xiàng)、是了解掌握線路局部不平順、是峰值管理的考核內(nèi)容）與相關(guān)的各項(xiàng)參數(shù)（曲線要素、區(qū)段總結(jié)報(bào)告、公里總結(jié)報(bào)告）及相應(yīng)的軌道質(zhì)量指數(shù)（各種偏差的加權(quán)平均值、TQI是了解掌握線路區(qū)段整體不平順、是均值管理的考核內(nèi)容）。每250mm可測(cè)7項(xiàng)的加權(quán)平均值。維規(guī)規(guī)定每200米質(zhì)量指數(shù)大于15g，要按排維修。對(duì)線路狀態(tài)作出評(píng)價(jià)。是線路動(dòng)態(tài)質(zhì)量檢查的重要手段。以便科學(xué)地指導(dǎo)線路養(yǎng)護(hù)維修工作。即是工務(wù)管理科學(xué)化的一個(gè)重要組成部分。也是上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)衡量、考核設(shè)備狀態(tài)的重要措施之一（應(yīng)該說軌檢車是為我們檢查線路、發(fā)現(xiàn)問題、指導(dǎo)我們維修保養(yǎng)的工具，現(xiàn)已成為考核的工具、又提倡檢后修。這就需要我們努力、對(duì)我們的日常工作提出了更高的要求。不過上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)考核線路質(zhì)量憑軌檢車是比較科學(xué)的）。并用于各級(jí)管理部門之間決策的依據(jù)。要消滅軌檢車三級(jí)分，就要了解掌握它的檢測(cè)原理。但是軌檢車成績(jī)好能代表線路基礎(chǔ)好嗎？也不完全說明線路質(zhì)量好。要認(rèn)真對(duì)待。如；-----。我國(guó)利用軌道檢查車檢測(cè)動(dòng)態(tài)已有40佘年的歷史，經(jīng)過更新、改造、引進(jìn)技術(shù)、目前路局應(yīng)用的是GJ-4型軌檢車車號(hào)997990。車底是160km/h（997740、997519是3型軌檢車、車底是120km/h、997519、04年3季度已報(bào)廢）（今天主要講997990，因它出分多，優(yōu)良率低，三級(jí)分時(shí)有發(fā)生）。自1996年投入使用,（04年5—9月份在南京對(duì)車輛進(jìn)行了大修，其它設(shè)備要逐步更換）。它采用了當(dāng)今世界上最先進(jìn)的慣性基準(zhǔn)檢測(cè)原理，被設(shè)計(jì)成捷聯(lián)式檢測(cè)系統(tǒng)。（現(xiàn)部軌檢車已定GJ--5型）監(jiān)測(cè)原理和GJ-4型一樣，也是采用慣性基準(zhǔn)的檢測(cè)原理。不一樣的是它采用攝像形式，能看到就能監(jiān)測(cè)到，包括鋼軌飛邊、垂直、側(cè)面磨耗，還能測(cè)出脫軌?mèng)閿?shù)。(公式：Q/P≤1.2。Q表示橫向力、P表示垂直力。當(dāng)超過1.2時(shí)即認(rèn)為是危險(xiǎn)的)。鋼梁橋的水平振幅大小，但是看不到就檢測(cè)不到，如：堵住攝像鏡頭、就什么也不檢測(cè)。其它檢測(cè)功能比GJ—4型有所改進(jìn)，它可隨時(shí)調(diào)整檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，提供網(wǎng)上服務(wù)，與歷史圖形比較、按區(qū)段導(dǎo)出數(shù)據(jù)、等）。如；檢測(cè)水平的速率陀螺是引進(jìn)美國(guó)導(dǎo)彈上使用的陀螺，相當(dāng)準(zhǔn)確。運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，完全在計(jì)算機(jī)內(nèi)合成軌道幾何參數(shù)。軌檢車進(jìn)入曲線后曲線半經(jīng)、超高、正矢、加寬、緩和曲線、圓曲線長(zhǎng)度、曲線允許速度等：都可以通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。如：（一條曲線超高成段大、在微機(jī)上不顯示2個(gè)半經(jīng)）（不是復(fù)心曲線）計(jì)算機(jī)判水平誤差、直線地段成段水平加號(hào)大或成段水平減號(hào)大，就顯示了超高，計(jì)算機(jī)不顯示半經(jīng)、正矢計(jì)算機(jī)判水平誤差。全面衡量動(dòng)態(tài)（檢測(cè)項(xiàng)目）軌距、水平、方向、高低、三角坑、車體垂直振動(dòng)加速度、和橫向振動(dòng)加速度等七項(xiàng)是否良好狀態(tài)。能正確顯示各種數(shù)據(jù)。（軌檢車圖紙）是動(dòng)態(tài)檢查記錄，要妥善保管，以做比較。（現(xiàn)部軌檢車的數(shù)據(jù)文件、圖型文件可通過部FTP網(wǎng)絡(luò)拷貝下來，圖型文件可以與歷史文件相比較。可看出病害是新生的還是原有的。我曾做過比較部軌檢車04年7月份和04年12月份的圖形大部分一致。局軌查車05年1月份和04年1月份的圖形大部分也一致。這就說明定型了的道床是不會(huì)變化的。容易變化的道床病害總是有限幾處。如：-------。咱段的兩個(gè)文件就是110MB左右。在工區(qū)沒有配備微機(jī)之前把這兩個(gè)文件考回來）。是對(duì)軌道線路幾何狀態(tài)和力學(xué)性能進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)的專用車輛（幾何狀態(tài)與線路質(zhì)量有關(guān)，力學(xué)性能與運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)有關(guān)）。它是一種高科技的檢測(cè)設(shè)備。最高檢測(cè)速度曾達(dá)到185km/h。一些主要指標(biāo)達(dá)到了世界先進(jìn)水平。但作業(yè)方式還是傳統(tǒng)的作業(yè)方式、老樣子，（93年推行狀態(tài)修、墊碴、墊墊結(jié)合、根據(jù)道床實(shí)際合理按排維修、維修工作量小了，作業(yè)方式?jīng)]變）。機(jī)械化養(yǎng)路利用率低，比不上檢測(cè)手段的現(xiàn)代化?，F(xiàn)有的設(shè)備與運(yùn)行速度不匹配。再加上人員少、工作量大、對(duì)設(shè)備投資少。（鐵道部鐵運(yùn)2004、26號(hào)文件規(guī)定提速地段的設(shè)備要Ⅲ型枕、Ⅱ型軌枕要逐步更換，一級(jí)優(yōu)質(zhì)道碴、60kg鋼軌、超長(zhǎng)無縫線路。設(shè)備條件還沒有達(dá)到、速度已經(jīng)提上去了（160km/h）。加強(qiáng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)的學(xué)習(xí)，勢(shì)在必行。所以我們要充分利用它的高科技指導(dǎo)我們的線路維修、保養(yǎng)。

1、什么叫慣性基準(zhǔn)：就是當(dāng)軸箱（車體）上下運(yùn)動(dòng)很快時(shí)，《即底座振動(dòng)頻率大大高于系統(tǒng)的自振頻率》質(zhì)量塊（車體）不能追隨而保持靜止的位置。這個(gè)靜止位置即為質(zhì)量----彈簧系統(tǒng)的“慣性基準(zhǔn)”。慣性基準(zhǔn)法的建立是測(cè)量基準(zhǔn)線，是由質(zhì)量彈簧系統(tǒng)中質(zhì)量塊（車體）的運(yùn)動(dòng)軌跡給出的。GJ-4型軌檢車是以車體為質(zhì)量塊。陀螺與車體為基準(zhǔn)。

2、捷聯(lián)式的結(jié)構(gòu)：是采用模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)混合處理的技術(shù)?？?性高、檢測(cè)精度高、不受列車速度和正反方向運(yùn)行的影響。發(fā)動(dòng)機(jī)在前、了望窗在后為正方向。（軌距、水平，車輛在靜止?fàn)顟B(tài)可進(jìn)行測(cè)量），高低在速度低于15km/h、軌向在速度低于24km/h時(shí)不作檢測(cè)，記錄圖紙為直線（零線）。3、捷聯(lián)式檢測(cè)糸統(tǒng)的基本工作原理：各種傳感器將需要檢測(cè)的位移、速度、加速度等物理量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電模擬信號(hào)，通過信號(hào)轉(zhuǎn)接及監(jiān)視裝置輸入到信號(hào)處理裝置，信號(hào)處理裝置將信號(hào)放大和模擬濾波處理后再通過信號(hào)轉(zhuǎn)接裝置輸入到主微機(jī)。主微機(jī)對(duì)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行A/D模擬轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波、修正以及補(bǔ)償處理，然后經(jīng)過綜合運(yùn)算，得到所需幾何參數(shù)的數(shù)字結(jié)果，經(jīng)D/A數(shù)模擬轉(zhuǎn)換后得到被檢測(cè)幾何參數(shù)的模擬輸出信號(hào)，再經(jīng)過信號(hào)轉(zhuǎn)接及監(jiān)視裝置，最后輸入繪圖儀，繪圖儀將所需軌道幾何狀態(tài)參數(shù)的波形記錄下來。軌道幾何狀態(tài)參數(shù)通過主微機(jī)的RS232接口傳輸給編輯微機(jī)，由編輯微機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯，顯示超限數(shù)據(jù)。并可輸入行式打印機(jī)。打印出軌道幾何參數(shù)的超限報(bào)告表。（報(bào)告表、一式三份；路局一份、分局一份、段一份）。報(bào)告表的說明；能顯示曲線摘要報(bào)告、三級(jí)超限位置及每公里各級(jí)超限個(gè)數(shù)、長(zhǎng)度、公里總分、運(yùn)行速度，等。略---D、R、C、f.二、模擬信號(hào)處理系統(tǒng)：GJ-4型軌檢車上共有21個(gè)傳感器，160個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)接及監(jiān)視裝置的插孔。各傳感器及信號(hào)轉(zhuǎn)接裝置的功能，略---。三、軌檢車的檢測(cè)原理：1、軌距的檢測(cè)原理：GJ-4型軌檢車所采用的軌距檢測(cè)系統(tǒng)為激光光電伺服跟蹤軌距測(cè)量裝置。在測(cè)量梁上安裝激光光電傳感器、位移計(jì)、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)及伺服機(jī)械。當(dāng)鋼軌產(chǎn)生位移，使軌距變化時(shí)，光電傳感器感受其變化并輸出相關(guān)電信號(hào)。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(hào)，再經(jīng)過信號(hào)處理器、功放、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)使光電傳感器在伺服的推動(dòng)下，發(fā)出的光束投身到左右股鋼軌頂面下16mm處（16mm處是有效位置），跟蹤鋼軌位移。經(jīng)計(jì)算顯示軌距。（光電頭被堵住、就不能檢測(cè)軌距、同時(shí)也不檢測(cè)方向）。監(jiān)測(cè)范圍1415mm---1480mm

+45mm、–20mm，誤差為±1mm。2、曲率的檢測(cè)原理：曲率為一定弦長(zhǎng)曲線軌道（如30米）對(duì)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(shí)、測(cè)量軌檢車每通過30米后車體方向角的變化值，計(jì)算出軌檢車通過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(cè)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，（50×曲率）=正矢、如：某曲線曲率為0.46、正矢=50×0.46=23mm。在直線上存在碎彎、小方向或軌距遞減不好。3、水平的檢測(cè)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(bǔ)償加速度系統(tǒng)測(cè)量水平，利用補(bǔ)償加速度系統(tǒng)測(cè)量車體對(duì)地垂線滾動(dòng)角，利用位移計(jì)測(cè)量車體與軌道相對(duì)滾動(dòng)角，二者結(jié)合計(jì)算出軌道傾角。利用兩軌道中心線間距（1500mm）計(jì)算出水平值。監(jiān)測(cè)范圍±200mm，誤差±1.5mm。4、高低的檢測(cè)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(cè)量軌道變化的實(shí)際波型，得到高低變化的空間曲線，數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)的間隔距離為0.305m,同時(shí)可換算成5米、10米、20米或其它弦長(zhǎng)之測(cè)量法測(cè)量。測(cè)量高低的傳感器除了測(cè)量曲率、水平外，另外還有2個(gè)垂直加速度計(jì)。通過車體位移，計(jì)算出軌面相對(duì)慣性空間的位移變化，進(jìn)行必要的處理，得到高低數(shù)值。監(jiān)測(cè)范圍±60mm，誤差±1.5mm。高低摸擬弦長(zhǎng)18.6米。5、方向的檢測(cè)原理：方向指鋼軌內(nèi)側(cè)面軌距點(diǎn)沿軌道縱向水平位置的變化。利用左右股軌距測(cè)量裝置所測(cè)的左右股軌距變化或位移，軌距點(diǎn)相對(duì)縱向軌跡—軌向。監(jiān)測(cè)范圍±100mm，誤差±1.5mm。摸擬弦長(zhǎng)18.6米。6、扭曲（三角坑）的檢測(cè)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(gè)點(diǎn)不在一個(gè)平面上，c點(diǎn)到abd三個(gè)點(diǎn)組成的平面的垂直距離h為扭曲。扭曲會(huì)使車輪抬高面懸空，使車輛產(chǎn)生3點(diǎn)支撐1點(diǎn)懸空，極易造成脫軌掉道。扭曲值h為：h=（a-b）-（c-d）h=△h1-△h2。△h1為軌道橫斷面I---I的水平值，△h2為軌道斷面Ⅱ--Ⅱ的水平值，△h1-△h2為基長(zhǎng)L（斷面I—I與斷面Ⅱ--Ⅱ之間距）時(shí)兩軌道斷面的水平差。水平已經(jīng)測(cè)出，所以只要按規(guī)定基長(zhǎng)取兩斷面水平差即可計(jì)算出扭曲值。三角坑基長(zhǎng)可任意設(shè)定，如2.5米、5米、１5米連續(xù)計(jì)算基長(zhǎng)的扭曲值，GJ-4型檢測(cè)系統(tǒng)基長(zhǎng)定為2.４米。該值接近客車轉(zhuǎn)向架（2.44m）的輪對(duì)軸距。基長(zhǎng)可在18m內(nèi)變換，監(jiān)測(cè)范圍±100mm，誤差±1.5。有關(guān)資料顯示少于2.4米的三角坑不考核。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)查少于2.4米的三角坑確實(shí)存在,考核是正確的。7、振動(dòng)測(cè)量的檢測(cè)原理：是速度變化后、一種力的感覺。它不完全反映線路單項(xiàng)病害的大小，多數(shù)反映線路的復(fù)合（多種病害集聚一塊）病害，是幾種病害疊加的反映。車體垂直加速度和水平加速度都是機(jī)車車輛對(duì)軌道幾何偏差的動(dòng)力響應(yīng)，也是對(duì)機(jī)車車輛運(yùn)行平穩(wěn)的測(cè)量。它在機(jī)車車輛構(gòu)造、運(yùn)行條件、測(cè)量裝置等同的情況下、用比較的方法、間接地綜合反映軌道幾何的技術(shù)狀態(tài)。從加速度與速度的關(guān)系可知，加速度與速度成正比關(guān)系。加速度就是在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中、速度的變化與所用時(shí)間的比值。加速度是表示速度變化的快慢，是在單位時(shí)間內(nèi)速度的變化。A=（Vt-VO）÷t。A—加速度、Vt—末速度、Vo—初速度、t—時(shí)間。在同樣條件下，以不同的速度通過一個(gè)病害地段時(shí)，車體產(chǎn)生的振動(dòng)加速度是不同的。車體振動(dòng)加速度的產(chǎn)生，與線路上部技術(shù)狀態(tài)的優(yōu)劣和列車運(yùn)行速度高低有密切關(guān)系。振動(dòng)測(cè)量是發(fā)現(xiàn)軌道病害，監(jiān)控和評(píng)價(jià)軌道平順性的重要手段之一。通過車體振動(dòng)加速度測(cè)量評(píng)價(jià)長(zhǎng)波軌道不平順和旅客舒適度的重要指標(biāo)。車體振動(dòng)加速度是幾種病害互相影響、互相疊加的結(jié)果。（03年12月份提速實(shí)驗(yàn)、實(shí)速160km左右三級(jí)偏差都是橫向加速度）?？磥硭俣仍礁?、橫向加速度扣分越多。咱段部軌檢車垂直加速度扣分幾乎是0，橫向加速度扣分在400—800分之間。占扣分總數(shù)的30--50%。（1）、橫向加速度主要是：它是通過按裝在軌檢車上的伺服加速度計(jì)感應(yīng)列車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的橫向振動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。機(jī)車車輛在軌道上運(yùn)行本身就是蛇形運(yùn)動(dòng)，因機(jī)車的游間最小是11mm、最大是45mm、正常是16mm。車輛的游間最小是9mm、最大是47mm、正常是14mm。如：超高忽大忽小、正矢連續(xù)超限、軌距遞減不好，小半經(jīng)曲線超高小滿足不了本次車的超高要求。極容易出現(xiàn)橫向加速度扣分。橫向加速度超限值超過24米時(shí)不作考核。8、復(fù)合不平順的檢測(cè)原理：復(fù)合不平順是由軌向不平順和水平不平順復(fù)合而成，復(fù)合不平順是派生項(xiàng)目。當(dāng)方向不平順引起的車輛橫向力和水平不平順引起的車輛橫向力作用方向一致時(shí)，對(duì)列車運(yùn)行安全極為不利。復(fù)合不平順的計(jì)算如下：復(fù)合不平順=︱x-1.5y︳式中:x…方向不平順值

y…水平不平順值四、GJ-4型軌檢車波形圖說明：

（一）、波形圖：

1、GJ-4型軌檢車的波形圖自上而下有8個(gè)波形圖通道、分別左高低、左軌向、右高低、右軌向、三角坑、軌距、水平、地面標(biāo)志。(還有曲率,曲率變化率)。

2、檢查記錄圖的比例尺為：高低、軌向、三角坑均為1:1、水平為1:2。部軌檢車水平為1：6(即圖上1mm、地面實(shí)際為2mm或1mm、地面實(shí)際為6mm)。高低、軌向、水平、三角坑的中線（基線）為0mm，軌距的1435mm在中線以下10mm處，即中線為1445mm，水平左股高為正，高低向上凸出為正，軌向向左（列車運(yùn)行方向）凸出為正。3、波型圖圖幅走紙距離400mm、相當(dāng)于地面實(shí)際距離1km，即1mm圖幅走行距離相當(dāng)于地面2.5m。4、GJ—3型軌檢車波形圖自上而下有10個(gè)波形通道、分別為：右高低、左高低、水平、三角坑、軌距、右軌向、左軌向、水平加速度、垂直加速度、地面標(biāo)志。（還有曲率、曲率變化率）。（二）、地面標(biāo)志：軌檢車出現(xiàn)偏差現(xiàn)場(chǎng)有時(shí)找不到、有的是誤判，如；部軌檢車04年7月27日在沙河市上行K420+580右高三級(jí)分18mm，現(xiàn)場(chǎng)該處是一條右向曲線的圓曲線中間如是右高18mm那么不是反超高了嗎？現(xiàn)場(chǎng)沒有明顯病害，水平、高低都有在管理標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。無反白、翻漿及暗坑吊板。距道岔180米。局軌檢車04年4月28日在臨城上行K330+310米三角坑三級(jí)分14mm，當(dāng)時(shí)從微機(jī)上看在K331運(yùn)行速度是980km/h。（是微機(jī)臨時(shí)故障）軌檢車臨時(shí)故障不能排除。有的是軌檢車顯示位置與地面不符。如何確認(rèn)病害位置利用地面標(biāo)志：地面標(biāo)志分類：公里標(biāo)、半公里標(biāo)、百米標(biāo)、道岔、鋼枕、有護(hù)軌橋梁的護(hù)軌梭頭、曲線頭尾、道心增值電容。近處有曲線的可計(jì)算出直緩、緩圓、圓緩、緩直、直圓、圓直點(diǎn)的距離。利用地