轨道不平顺定义与分类形式
铁道工程-第六章 轨道几何形位之轨道不平顺
作为单元区段，分别计算单元区段内左、右高低、左、右轨 向、轨距、水平、三角坑七项几何参数的标准差。各单项几
何不平顺幅值的标准差称为单项指数，七个单项指数之和作
为评价该单元区段轨道平顺性综合质量状态的轨道质量指数。 其计算公式为：
TQI i
i 1 i 1
7
7
1 2 ( xij xi ) n j 1
轨道不平顺实例波形
性质：
(1) 普遍性：由于铁路轨道结构的复杂性以及在建造、运营、管理等方面各种 因素的共同作用，任何轨道结构都普遍存在不平顺，只是幅值大小不同而已。铁 路工务部门对线路用轨道检查车进行长期、大量检查，证明无论是有缝线路还是 无缝线路，轨道的轨距、高低、方向、水平总是存在不平顺。 (2)随机性：轨道不平顺的形成和发展是诸多具有随机性的因素共同作用的结 果，这些因素包括：钢轨的初始平直性，钢轨磨耗、损伤，轨枕间距不均、质量 不一，线路施工高程偏差，道床的级配和强度不均、松动、脏污、板结，路基下 沉不均匀、刚度变化，道床、路基的不均匀残余变形积累，机车车辆时刻变化的 动力作用，以及雨雪、气温、地震等自然环境因素，它们综合作用，造成了轨道
① 高低不平顺 ② 水平不平顺 ③ 扭曲不平顺 ④ 轨距不平顺 ⑤ 轨向不平顺 ⑥ 复合不平顺
① 高低不平顺
钢轨顶面长度方向的垂向凸凹不平，简称为高低不平 顺，包括钢轨表面不平，轨道弹性变形和残余变形不均匀， 部件间隙不一致，路基不均匀下沉等形成的垂向不平顺。 由于左、右两根钢轨高低的起伏变化趋势不完全相同，可 区分为左轨高低不平顺和右轨高低不平顺。
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局部不平顺幅值超限评分法与轨道质量指数评价法的比较
局部不平顺幅值超限评分法能够找出轨道的局部病害及病害的类型、程 度和所在位置，作为指导现场紧急补修非常实用，但仅用超限点峰值的大小 、超限的数量及扣分多少，不能全面地评价轨道区段的质量状态，比如不能 反映周期性不平顺所产生的谐波的影响。 轨道质量指数评价法能够判别轨道质量的均衡性，能做出更为符合实际 情况的评价。 但是这两种方法都是从轨道不平顺幅值的角度出发来评价轨道平顺状态 的，因此都具有一些局限性。 轨道不平顺的功率谱密度能清楚地表明某一段轨道不平顺所包含的波长 成份及各波长成分的均方值密度，能够提供轨道不平顺幅值和波长两方面的 信息，可以对利用局部不平顺幅值超限评分法和轨道质量指数评价法对轨道 平顺性进行评定时做出有益的补充。在我国，许多科技人员已经做了大量工 作，但是还没有形成较为通用的轨道谱，铁路平顺状态的评定和管理应用中 ，轨道谱的应用也十分有限。
铁道工程-第六章轨道几何形位之轨道不平顺教学教材
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在轨道施工过程中，由于设备、测量和施工方法的限制，可能导致轨道不平顺。
自然条件的变化，如地震、山体滑坡等地质灾害，会直接导致轨道几何形位的改变。
列车通过时对轨道产生的压力和振动，可能导致轨道几何形位的微小变化。
轨道基础设施的长期使用和自然老化，可能导致轨道几何形位的改变。
轨道不平顺对列车运行的影响
通过列车运行过程中的动态检测，记录轨道的动态变化，包括加速度、速度等参数。
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轨道不平顺的检测技术
通过调整轨道的高程、水平、方向等几何尺寸，控制轨道不平顺。
调整轨道几何尺寸
选择合适的轨道材料，提高轨道的刚度和稳定性，减少不平顺的产生。
更换轨道材料
通过优化列车的运行速度、加速度等参数，减少对轨道的冲击和振动，控制轨道不平顺。
优化列车运行方式
Hale Waihona Puke 轨道不平顺的控制方法定期对轨道进行检测和维护，保持轨道几何尺寸的稳定。
加强轨道维护
加强施工过程中的质量控制，提高轨道施工的精度和稳定性。
提高施工精度
通过建立轨道不平顺预警系统，及时发现和处理轨道不平顺问题。
建立预警系统
轨道不平顺的预防措施
05
CHAPTER
案例分析
某铁路线路在运营过程中出现了轨道不平顺问题，导致列车运行出现晃动和噪音。
轨道几何形位的测量方法包括静态测量和动态测量两种。
静态测量是在列车停运后进行测量，常用的工具有轨检尺、弦线等。
动态测量是在列车运行过程中进行测量，常用的工具有轨检车、轨检仪等。
轨道几何形位的测量方法
03
CHAPTER
轨道不平顺的产生原因及影响
铁道工程-第六章 轨道几何形位之轨道不平顺
⑤ 轨向不平顺
钢轨轨距点沿长度方向相对于基线的横向的凸凹不平顺， 简称为轨向不平顺。轨向不平顺包括轨道中心线偏差，轨排横 向不均匀残余变形积累，轨头侧面不均匀磨耗，轨道横向弹性 不一致等形成的横向不平顺。右、左两根钢轨方向的变化往往 不同，可分为左轨轨向不平顺和右轨轨向不平顺，并将左、右 轨方向不平顺的平均值作为轨道的中心线的轨向不平顺。
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局部不平顺幅值超限评分法与轨道质量指数评价法的比较
局部不平顺幅值超限评分法能够找出轨道的局部病害及病害的类型、程 度和所在位置，作为指导现场紧急补修非常实用，但仅用超限点峰值的大小 、超限的数量及扣分多少，不能全面地评价轨道区段的质量状态，比如不能 反映周期性不平顺所产生的谐波的影响。 轨道质量指数评价法能够判别轨道质量的均衡性，能做出更为符合实际 情况的评价。 但是这两种方法都是从轨道不平顺幅值的角度出发来评价轨道平顺状态 的，因此都具有一些局限性。 轨道不平顺的功率谱密度能清楚地表明某一段轨道不平顺所包含的波长 成份及各波长成分的均方值密度，能够提供轨道不平顺幅值和波长两方面的 信息，可以对利用局部不平顺幅值超限评分法和轨道质量指数评价法对轨道 平顺性进行评定时做出有益的补充。在我国，许多科技人员已经做了大量工 作，但是还没有形成较为通用的轨道谱，铁路平顺状态的评定和管理应用中 ，轨道谱的应用也十分有限。
(3)动态性：实际运营中的轨道由于受到各种动态因素的影响，其不平顺都
是经常变化的，显得很不规则，通常不同位置的轨道不平顺幅值和波长都各不 相同，同一位置的轨道不平顺也随着不同时刻外界影响因素的作用而不同。虽 然在无轮载作用的情况下，轨道也存在一定的静态不平顺，但这只是真实完整 轨道不平顺的部分、不确定的表象。真正对行车安全、轮轨作用力、车辆振动 产生实际影响的是动态不平顺。因此，各国轨道不平顺的各种控制及维修管理 标准，尤其是安全管理标准，大多是控制动态不平顺 (4)波长特性：轨道随机不平顺具有波状变化特征，其波幅值在几毫米到几 十毫米甚至更大数值之间变化，且包含许多不同的波长成分，0.01~200m波长 的不平顺均常见，其值与线路的状态和等级有关，变化范围很广。通常长波的 幅值大，短波的幅值小。由于不平顺的随机性，有可能在不平顺的波形中组合 出现几个波长相等或接近的联系波。当车辆以对应此波长的临界速度运行时， 会产生大振幅的共振现象，从而导致运行平稳性能下降和产生大的轮重增减载
轨道不平顺
轨道不平顺1、轮轨系统激扰是引起车辆—轨道耦合系统振动的根源。
2、总体而言，轮轨系统激扰可分为确定性激扰和非确定性激扰两大类别。
非确定性激扰主要是轨道几何随机不平顺。
确定性激扰则由车辆和轨道两个方面的某些特定因素造成。
车辆方面的因素较为单一，主要是车轮擦伤、车轮踏面几何不圆及车轮偏心等；轨道方面的因素较为复杂，既有轨道几何状态方面的因素，如钢轨低接头、错牙接头、轨道几何不平顺、轨面波浪形磨耗等，又有轨下基础缺陷方面的因素，如轨枕空吊、道床板结、路基刚度突变等。
3、在很多情形下，轨道几何不平顺可以用单个或多个简谐波来近似描述。
例如，因焊接接头淬火工艺不良，在车轮反复作用下造成轨头局部压陷，属于单个谐波激扰；又如，在世界各国铁路上普遍存在的钢轨波浪形磨耗，呈现在钢轨顶面的是一定间距的起伏不平的波浪状态，是典型的连续谐波激扰。
另外，当车轮质心与几何中心偏离时，也将给钢轨系统造成周期性简谐波激扰。
所有这些，采用正（余）弦函数来描述是简单且合理的。
4、轨道几何不平顺是指两股钢轨的实际几何尺寸相对于理想平顺状态的偏差。
轨道常见几何不平顺主要有方向、轨距、高低和水平四种基本形式。
（1）方向不平顺是由于左右股钢轨横向偏移引起线路中心线的横向偏移，可表示为：()R L t y y y +=21（式中，L y 、R y 分别为左、右股钢轨的横坐标） （2）轨距不平顺是由于左右两股钢轨横向偏移而引起的轨距变化，在轨顶下16mm 位置处测量，可表示为：0g y y g R L t --=（式中，0g 为名义轨距）（3）高低不平顺是由于左右钢轨顶面垂向偏移引起轨道中心线的垂向偏移，可表示为()R L t Z Z Z +=21（式中，L Z 、R Z 分别为左、右两股钢轨的垂向坐标）（4）水平不平顺是由于左右钢轨的垂向偏移引起的轨面高差，可表示为：R L t Z Z Z -=∆（5）扭曲不平顺是指左右两股钢轨顶面相对于轨道平面的扭曲，即先是左股钢轨高于右股钢轨，后是右股钢轨高于左股钢轨的轨面状态，俗称三角坑，反之亦然。
轨道养护维修与管理
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轨道养护维修与管理
一、垂向轨道不平顺
3.扭曲不平顺
轨道平面扭曲(有些国家称为平面性，我国常称三角坑) 即左右两轨顶面相对于轨道平面的扭曲，用相隔一定距 离的两个横截面水平幅值的代数差度量。国际铁路联盟 UICB55专门委员会将所谓“一定距离”定义为“作用距 离”，即指轴距、心盘距。
它是指钢轨在轧制校直过程中，由于辊轮直径误 差、滚轧压力不均匀等原因，使钢轨产生的周期性不平 顺。
我国新轨轨身周期性不平顺的波长多在2.8~3.2m， 幅值多为0.3~0.8mm，这种不平顺对高速行车危害很大。 采用现代轧制校直工艺生产的钢轨，一般没有这种周期 性不平顺。
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轨道养护维修与管理
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轨道养护维修与管理
一、垂向轨道不平顺
4.轨面短波不平顺
轨面短波不平顺即钢轨顶面小范围内的不平顺， 它是由轨面不均匀磨耗、擦伤、剥离掉块、焊缝不
平、接头错牙等形成的。
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轨道养护维修与管理
一、垂向轨道不平顺
4.轨面短波不平顺
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轨道养护维修与管理
一、垂向轨道不平顺
5.新轨垂向周期性不平顺
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轨道养护维修与管理
五、轨道不平顺对行车的影响
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轨道养护维修与管理
第二节 线路养护维修技术
一、钢轨养护维修与管理； 二、换枕； 三、道床清筛与更换； 四、起道； 五、拨道； 六、捣固；
七、改道； 八、道床回填与夯拍 九、手工更换钢轨； 十、调整轨缝 十一、铺架施工
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轨道不平顺的含义
轨道不平顺的含义
轨道不平顺是指轨道表面出现的不平整或弯曲状况,通常会导致列车在行驶过程中产生颠簸、动荡不安的现象。
轨道不平顺的原因可能是轨道设计不合理、轨道材料不良、轨道维护不足等。
在铁路交通中,轨道不平顺会对列车的安全行驶产生负面影响,例如可能导致列车出轨、颠覆、侧翻等事故。
因此,轨道设计、维护和保养非常重要。
轨道不平顺的表现形式有很多种,例如轨道表面的坑洼、起伏、弯曲等。
坑洼会导致列车在行驶过程中受到较大的冲击,从而产生颠簸感;起伏和弯曲则会使列车在行驶过程中产生较大的动荡感。
为了降低轨道不平顺对列车行驶的影响,可以采取以下措施:
1. 轨道设计:轨道设计应该根据列车的重量、速度等因素进行优化,使轨道表面能够适应列车的行驶需求。
2. 轨道维护:轨道应该定期进行维护和保养,以确保表面的平整和光滑。
3. 列车维护:列车也应该定期进行维护和检查,以确保轨道表面的平整和光滑。
轨道不平顺是铁路交通中常见的问题,需要引起足够的重视。
通过设计合理的轨道、定期进行维护和保养、提高列车维护水平等措施,可以降低轨道不平顺对列车行驶的影响,保障列车的安全行驶。
轨道不平顺编辑辨别方法
水平为正，轨向为负，不利情况
轨道不平顺定义：钢轨断面磨耗
垂直磨耗
侧面磨耗
垂直磨耗：标准钢轨 断面宽度内侧1/3 处 实际钢轨垂向磨耗。 侧面磨耗：标准钢轨 顶面以下16mm处实 际钢轨垂向磨耗。 总磨耗：垂直磨耗 +1/2侧面磨耗
轨道不平顺定义：钢轨波磨
波形磨耗是指钢轨顶面上 出现的波状不均匀磨耗。 按其波长分为短波（或称 波纹型磨耗）和长波（或 称波浪型磨耗）两种。 波纹型磨耗为波长约50～ 100mm，波幅0.1～ 0.4mm的周期性不平顺； 波浪型磨耗为波长 100mm以上，3000mm 以下，波辐2mm以内的 周期性不平顺。
轨检车检测项目正号定义
轨检车正向：检测梁位于轨检车二 位端，定义二位端至一位端方向为 轨检车正向，轨检车行使方向与轨 检车正向一致时为正向检测，反之 为反向检测。 轨距（偏差）正负：实际轨距大于 标准轨距时轨距偏差为正，反之为 负； 高低正负：高低向上为正，向下为 负； 轨向正负：顺轨检车正向，轨向向 左为正，向右为负； 水平正负：顺轨检车正向，左轨高 为正，反之为负； 曲率正负：顺轨检车正向，右拐曲 线曲率为正，左拐曲线曲率为负； 车体水平加速度：平行车体地板， 垂直于轨道方向，顺轨检车正向， 向左为正； 车体垂向加速度：垂直于车体地板， 向上为正。
超限编辑
在轨检车检测过程中，由于传感器、天气和数据 传输等原因产生轨道不平顺常常存在异常值，同 时由于标定误差和惯性包漂移等原因使得水平和 轨距信号产生基线偏移，影响了计算机自动超限 判断，因此在轨道检测过程中需要对异常超限进 行编辑。 我国轨检车目前正在使用的轨检车有GJ-3、GJ-4、 GJ-4G和GJ-5型轨检车几种，不同的类型的轨检 车检测方法不同，因此出现的异常超限现象不尽 相同。随着GJ-5型轨检车的迅速普及，GJ-5型轨 检车已成为轨道动态检测的主要工具。下面结合 GJ-5型轨检车检测波形简单介绍异常值超限编辑 方法。
浅析铁路线路轨道不平顺和道床病害表现形式及防治
浅析铁路线路轨道不平顺和道床病害表现形式及防治[摘要]铁路工程是国家投资的重点项目，对社会交通运输水平的提升有很大的影响。
作为国民运输大动脉，铁路的高效平稳运行至关重要，在实践中因多方面条件的限制，铁路线路运输期间常会面临多种病害现象，若不及时采取措施处理则会降低运输质量，甚至危害运行安全。
针对这一点，本文主要分析了铁路线路轨道不平顺和道床病害表现形式处理方法。
[关键词]铁路;线路病害;形式;防治铁路线路由于机车车辆的动力作用和自然条件对线路的影响，常年裸露在自然环境中，轨道几何尺寸不断发生变化。
路基、道床随时发生变形，线路设备不断机械磨损，计划维修、紧急补修和重点整治比例安排的不合理，维修方法不当，以及周期性的大、中修工作未能够及时进行，因而对铁路线路造成诸多病害。
伴随着铁路跨越式发展战略的不断深化，较多铁路实现了货物直通运输并开办集装箱运输业务的重载列车运行。
重载列车的开行，在快速扩充运输能力，大大降低成本的同时，也相应地加剧了对铁路线路的破坏。
导致钢轨、联接零件及轨枕不断磨损，线路设备、道床变化加快。
道床脏污、板结、变形、翻浆冒泥等病害增多从维修中可以看到，重载铁路轨道结构破坏主要以线路爬行、钢轨及接头联接零件病害和曲线病害居多。
为了能够预防这些病害的发生和发展，要找出其病害形成的原因，进行合理整治，以加强设备的使用寿命，保持线路设备完整和质量均衡。
以规定速度安全、平稳和不间断地运行。
铁路线路病害的常见表现有：一、轨道不平顺在轨道结构中，碎石道床是不稳定的组成部分。
在列车的不稳定重复荷载下轨道会出现垂向、横向的动态弹性变形和残余积累变形。
这些变形不仅影响列车的平稳运行而当这种变形累计到一定限度时威胁行车安全。
为了保持线路状态良好必须经常进行轨道结构的养护维修。
1.轨道不平顺的种类(1)高低不平顺：由于路基下沉，道床捣固不实等原因致使钢轨沿纵向产生不均匀下沉引起前后高低不平顺。
在列车动力作用下轨低与垫板、垫板与轨枕与道床顶面间会出现吊板或暗坑，对行车安全极为不利。
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1、轨道不平顺定义及形式
在线路的平直道区段，钢轨并不是呈理想的平直状态，两根钢轨在高低和左右方向相对于理想的平直轨道呈某种波状变化而产生偏差，这种几何参数的偏差就称为轨道不平顺。
按激扰区分：垂向不平顺，横向不平顺，复合不平顺
按波长区分：短波，中波，长波按形状特征：正弦，余弦、凸台
按轮载作用：静态、动态
高低不平顺
水平不平顺
水平不平顺，是指左、右轨对应点的高差所形成的沿轨长方向的不平顺，它是由轨道高低不平顺所派生的。
此外，也可将轨道水平不平顺按左右两轨的高差所形成的倾角来表示。
轨道水平不平顺是引起机车车辆横向滚摆耦合振动的重要原因。
方向不平顺
轨道方向不平顺，是指左右两根钢轨沿长度方向在横向平面
内呈现的弯曲不直，其数值以实际轨道中心线相对理论轨道中
心线的偏差来表示。
轨道方向不平顺是由于轨道铺设时的初始弯曲、养护和运用
中积累的轨道横向弯曲变形等原因造成。
轨道方向不平顺激发轮对产生横向运动、是引起机车车辆左
右摇摆和侧滚振动的主要原因。
轨距不平顺
轨距不平顺，是指左右两轨沿轨道长度方向上的轨距偏差，其数值以实际轨距与名义轨距之差来表示。
轨距不平顺对机车车辆运行的横向稳定性及曲线磨耗影响较大，轨距过大会引起掉道。
轨距若在短距离内变化剧烈，即使不超过允许标准也会使车辆的摇晃和轮轨间的横向水平力增大。
复合不平顺
方向水平逆相复合不平顺：引起脱轨的重要原因
曲线头尾几何偏差
不同波长不平顺
-200m波长的不平顺常见；短波不平顺：轨面擦伤、剥离、焊缝、波磨；
中波不平顺：1-30m，钢轨轧制，12.5m，25m特征长度；
长波不平顺：30m以上，不均匀沉降，挠曲变形等。