軌檢車檢測原理及分析

一、對軌檢車檢測性能應了解的內(nèi)容：

用軌檢車對軌道進行動態(tài)檢測，掌握線路在列車實際動載作用下、軌道幾何尺寸偏差（四大項、是了解掌握線路局部不平順、是峰值管理的考核內(nèi)容）與相關的各項參數(shù)（曲線要素、區(qū)段總結報告、公里總結報告）及相應的軌道質(zhì)量指數(shù)（各種偏差的加權平均值、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7項的加權平均值。維規(guī)規(guī)定每200米質(zhì)量指數(shù)大于15g，要按排維修。對線路狀態(tài)作出評價。是線路動態(tài)質(zhì)量檢查的重要手段。以便科學地指導線路養(yǎng)護維修工作。即是工務管理科學化的一個重要組成部分。也是上級領導衡量、考核設備狀態(tài)的重要措施之一（應該說軌檢車是為我們檢查線路、發(fā)現(xiàn)問題、指導我們維修保養(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、對我們的日常工作提出了更高的要求。不過上級領導考核線路質(zhì)量憑軌檢車是比較科學的）。并用于各級管理部門之間決策的依據(jù)。要消滅軌檢車三級分，就要了解掌握它的檢測原理。但是軌檢車成績好能代表線路基礎好嗎？也不完全說明線路質(zhì)量好。要認真對待。如；-----。我國利用軌道檢查車檢測動態(tài)已有40佘年的歷史，經(jīng)過更新、改造、引進技術、目前路局應用的是GJ-4型軌檢車車號997990。車底是160km/h（997740、997519是3型軌檢車、車底是120km/h、997519、04年3季度已報廢）（今天主要講997990，因它出分多，優(yōu)良率低，三級分時有發(fā)生）。自1996年投入使用,（04年5—9月份在南京對車輛進行了大修，其它設備要逐步更換）。它采用了當今世界上最先進的慣性基準檢測原理，被設計成捷聯(lián)式檢測系統(tǒng)。（現(xiàn)部軌檢車已定GJ--5型）監(jiān)測原理和GJ-4型一樣，也是采用慣性基準的檢測原理。不一樣的是它采用攝像形式，能看到就能監(jiān)測到，包括鋼軌飛邊、垂直、側(cè)面磨耗，還能測出脫軌糸數(shù)。(公式：Q/P≤1.2。Q表示橫向力、P表示垂直力。當超過1.2時即認為是危險的)。鋼梁橋的水平振幅大小，但是看不到就檢測不到，如：堵住攝像鏡頭、就什么也不檢測。其它檢測功能比GJ—4型有所改進，它可隨時調(diào)整檢測標準，提供網(wǎng)上服務，與歷史圖形比較、按區(qū)段導出數(shù)據(jù)、等）。如；檢測水平的速率陀螺是引進美國導彈上使用的陀螺，相當準確。運用計算機進行數(shù)據(jù)處理，完全在計算機內(nèi)合成軌道幾何參數(shù)。軌檢車進入曲線后曲線半經(jīng)、超高、正矢、加寬、緩和曲線、圓曲線長度、曲線允許速度等：都可以通過計算機進行處理。如：（一條曲線超高成段大、在微機上不顯示2個半經(jīng)）（不是復心曲線）計算機判水平誤差、直線地段成段水平加號大或成段水平減號大，就顯示了超高，計算機不顯示半經(jīng)、正矢計算機判水平誤差。全面衡量動態(tài)（檢測項目）軌距、水平、方向、高低、三角坑、車體垂直振動加速度、和橫向振動加速度等七項是否良好狀態(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)絡拷貝下來，圖型文件可以與歷史文件相比較?？煽闯霾『κ切律倪€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變化的。容易變化的道床病害總是有限幾處。如：-------。咱段的兩個文件就是110MB左右。在工區(qū)沒有配備微機之前把這兩個文件考回來）。是對軌道線路幾何狀態(tài)和力學性能進行自動檢測的專用車輛（幾何狀態(tài)與線路質(zhì)量有關，力學性能與運動的動態(tài)有關）。它是一種高科技的檢測設備。最高檢測速度曾達到185km/h。一些主要指標達到了世界先進水平。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、墊墊結合、根據(jù)道床實際合理按排維修、維修工作量小了，作業(yè)方式?jīng)]變）。機械化養(yǎng)路利用率低，比不上檢測手段的現(xiàn)代化?，F(xiàn)有的設備與運行速度不匹配。再加上人員少、工作量大、對設備投資少。（鐵道部鐵運2004、26號文件規(guī)定提速地段的設備要Ⅲ型枕、Ⅱ型軌枕要逐步更換，一級優(yōu)質(zhì)道碴、60kg鋼軌、超長無縫線路。設備條件還沒有達到、速度已經(jīng)提上去了（160km/h）。加強動態(tài)檢測的學習，勢在必行。所以我們要充分利用它的高科技指導我們的線路維修、保養(yǎng)。

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

2、捷聯(lián)式的結構：是采用模擬信號與數(shù)字信號混合處理的技術?？?性高、檢測精度高、不受列車速度和正反方向運行的影響。發(fā)動機在前、了望窗在后為正方向。（軌距、水平，車輛在靜止狀態(tài)可進行測量），高低在速度低于15km/h、軌向在速度低于24km/h時不作檢測，記錄圖紙為直線（零線）。3、捷聯(lián)式檢測糸統(tǒng)的基本工作原理：各種傳感器將需要檢測的位移、速度、加速度等物理量轉(zhuǎn)換為相應的電模擬信號，通過信號轉(zhuǎn)接及監(jiān)視裝置輸入到信號處理裝置，信號處理裝置將信號放大和模擬濾波處理后再通過信號轉(zhuǎn)接裝置輸入到主微機。主微機對輸入的模擬信號進行A/D模擬轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波、修正以及補償處理，然后經(jīng)過綜合運算，得到所需幾何參數(shù)的數(shù)字結果，經(jīng)D/A數(shù)模擬轉(zhuǎn)換后得到被檢測幾何參數(shù)的模擬輸出信號，再經(jīng)過信號轉(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)通過主微機的RS232接口傳輸給編輯微機，由編輯微機對數(shù)據(jù)進行編輯，顯示超限數(shù)據(jù)。并可輸入行式打印機。打印出軌道幾何參數(shù)的超限報告表。（報告表、一式三份；路局一份、分局一份、段一份）。報告表的說明；能顯示曲線摘要報告、三級超限位置及每公里各級超限個數(shù)、長度、公里總分、運行速度，等。略---D、R、C、f.二、模擬信號處理系統(tǒng)：GJ-4型軌檢車上共有21個傳感器，160個信號轉(zhuǎn)接及監(jiān)視裝置的插孔。各傳感器及信號轉(zhuǎn)接裝置的功能，略---。三、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出相關電信號。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)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)計算顯示軌距。（光電頭被堵住、就不能檢測軌距、同時也不檢測方向）。監(jiān)測范圍1415mm---1480mm

+45mm、–20mm，誤差為±1mm。2、曲率的檢測原理：曲率為一定弦長曲線軌道（如30米）對應的圓心角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，計算出軌檢車通過30米后的相應圓心角的變化值。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，（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，二者結合計算出軌道傾角。利用兩軌道中心線間距（1500mm）計算出水平值。監(jiān)測范圍±200mm，誤差±1.5mm。4、高低的檢測原理：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的原理測量軌道變化的實際波型，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。測量高低的傳感器除了測量曲率、水平外，另外還有2個垂直加速度計。通過車體位移，計算出軌面相對慣性空間的位移變化，進行必要的處理，得到高低數(shù)值。監(jiān)測范圍±60mm，誤差±1.5mm。高低摸擬弦長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—軌向。監(jiān)測范圍±100mm，誤差±1.5mm。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-b）-（c-d）h=△h1-△h2?！鱤1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L（斷面I—I與斷面Ⅱ--Ⅱ之間距）時兩軌道斷面的水平差。水平已經(jīng)測出，所以只要按規(guī)定基長取兩斷面水平差即可計算出扭曲值。三角坑基長可任意設定，如2.5米、5米、１5米連續(xù)計算基長的扭曲值，GJ-4型檢測系統(tǒng)基長定為2.４米。該值接近客車轉(zhuǎn)向架（2.44m）的輪對軸距?；L可在18m內(nèi)變換，監(jiān)測范圍±100mm，誤差±1.5。有關資料顯示少于2.4米的三角坑不考核。經(jīng)現(xiàn)場復查少于2.4米的三角坑確實存在,考核是正確的。7、振動測量的檢測原理：是速度變化后、一種力的感覺。它不完全反映線路單項病害的大小，多數(shù)反映線路的復合（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車車輛對軌道幾何偏差的動力響應，也是對機車車輛運行平穩(wěn)的測量。它在機車車輛構造、運行條件、測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狀態(tài)。從加速度與速度的關系可知，加速度與速度成正比關系。加速度就是在勻變速直線運動中、速度的變化與所用時間的比值。加速度是表示速度變化的快慢，是在單位時間內(nèi)速度的變化。A=（Vt-VO）÷t。A—加速度、Vt—末速度、Vo—初速度、t—時間。在同樣條件下，以不同的速度通過一個病害地段時，車體產(chǎn)生的振動加速度是不同的。車體振動加速度的產(chǎn)生，與線路上部技術狀態(tài)的優(yōu)劣和列車運行速度高低有密切關系。振動測量是發(fā)現(xiàn)軌道病害，監(jiān)控和評價軌道平順性的重要手段之一。通過車體振動加速度測量評價長波軌道不平順和旅客舒適度的重要指標。車體振動加速度是幾種病害互相影響、互相疊加的結果。（03年12月份提速實驗、實速160km左右三級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感應列車運行時產(chǎn)生的橫向振動來實現(xiàn)的。機車車輛在軌道上運行本身就是蛇形運動，因機車的游間最小是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米時不作考核。8、復合不平順的檢測原理：復合不平順是由軌向不平順和水平不平順復合而成，復合不平順是派生項目。當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，對列車運行安全極為不利。復合不平順的計算如下：復合不平順=︱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、地面實際為2mm或1mm、地面實際為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（列車運行方向）凸出為正。3、波型圖圖幅走紙距離400mm、相當于地面實際距離1km，即1mm圖幅走行距離相當于地面2.5m。4、GJ—3型軌檢車波形圖自上而下有10個波形通道、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、地面標志。（還有曲率、曲率變化率）。（二）、地面標志：軌檢車出現(xiàn)偏差現(xiàn)場有時找不到、有的是誤判，如；部軌檢車04年7月27日在沙河市上行K420+580右高三級分18mm，現(xiàn)場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)場沒有明顯病害，水平、高低都有在管理標準之內(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米三角坑三級分14mm，當時從微機上看在K331運行速度是980km/h。（是微機臨時故障）軌檢車臨時故障不能排除。有的是軌檢車顯示位置與地面不符。如何確認病害位置利用地面標志：地面標志分類：公里標、半公里標、百米標、道岔、鋼枕、有護軌橋梁的護軌梭頭、曲線頭尾、道心增值電容。近處有曲線的可計算出直緩、緩圓、圓緩、緩直、直圓、圓直點的距離。利用地