铁路轨道几何状态评价方法比较_李海锋

同 济 大 学 学 报( 自 然 科 学 版)
第 33 卷
1. 3 用于评判的标准值不同 由于各国所取的轨道单元区段长度不同, 计算
公式不同, 轨检车摘取的不平顺种类和频率也不尽 相同. 另外, 各国的线路质量及维修能力也不一样, 所以用于评价轨道质量状态的评判标准值也不同.
2 各国评价方法的计算结果比较与分析
随着铁路向高速、重载运输的方向发展, 线路荷 载越来越重, 行车密度越来越高, 引起轨道几何形位 的变形加快和维修工作量的增加, 而可供维修作业 的时间越来越少, 使得运输与线路维修的矛盾日益 突出.
现代轨检车的研制成功和计算机技术的广泛应
用, 为获得大量轨道几何状态的真实信息提供了物 质基础和技术条件. 如何利用所获得的大量离散性 的轨道几何状态数据来客观评价轨道区段的质量状 态, 从而制订养护维修计划是非常重要的. 目前有两 种方法[ 1] , 一是测量轨道的局部不平顺及其评价方
摘要 : 为了及时掌握列车反复荷载作用下的轨道几何形位 状态, 各 国铁路管理 部门都采用 了现代轨 检车和计算 机 处理 技术来监测其变化情况, 并制定了相应的评价 标准. 在此, 通过 对实测数 据的分 析, 比较不同 评价方 法和标 准 的异同点, 并对我国铁路轨道几何形位的养护和 评价方法提出了参考性意见.
< 1. 3 25 17
轨向/ mm
1. 4~ 1. 9 2. 0~ 3. 2
57
9
31
24
> 3. 3 9 28
%
所属质量段 质量段 2 质量段 3
日期 2003- 04- 07 2003- 05- 23
测点总数 32 896 32 768
表 3 各种不平顺 P 值表 Tab. 3 P value of each track irregularity
100f +
100f -
P = P 1 + P 2, P 1 = n , P 2 = n
式中: f + , f - 分别为超过+ 3 mm 和- 3 mm 的测点 数; n 为总测点数.
( 4) 法国采用 300 m 滑动指数法评价轨道区段
的质量状态, 即计算 300 m 单元轨道区段的高低、轨
向、水平等各几何参数的平均偏差指数 e. 计算式为
N = 10e- R/ Rc, Rc = - R80/ ln 0. 675
N 的变化范围在 10( 最好) ~ 0( 最差) 之间.
( 3) 日本采用轨道不平顺指数 P 来评价轨道区
段的质量状态. 所谓 P 值法就是在规定的单元轨道
区段中, 计算各单项几何参数 Ri 超过 ? 3 m m 的测
点数占全部测点数的百分比. 在认定轨道不平顺状
Abstract: T o master in t ime t he st at us of railw ay t rack geometry under repeated t rain loads, modern track inspect ion car and computer processing techniques are adopt ed t o inspect it and evaluation st andards concerned are est ablished in many count ries. In this paper, in- situ dat a are used to compare t he similarities and dif ferences among t hese evaluat ion methods and corresponding standards, and reference opinions are put forward for railway maint enance work in China. Key words: railway t rack; t rack geom et ry ; evaluation met hod; standard
L I Hai-f eng, W U Ji-cai , X U Yu-de
( Departm ent of U rban M ass Transit and Railw ay E ngineering, Tongji University West Campus, Shanghai 200331, Ch ina)
> 3. 3
> 2. 2
轨道速度段/ ( km#h- 1)
B( 120~ 160)
C( 80~ 120)
高低
轨向
高低
轨向
< 1. 8
< 1. 3
< 2. 3
< 1. 9
1. 9~ 2. 7 1. 4~ 1. 9 2. 4~ 3. 4 2. 0~ 3. 2
2. 8~ 4. 6 2. 0~ 3. 2 3. 5~ 5. 5 3. 3~ 5. 6
质量段1)
质量段 1 ) )) 优良( 不需维修) 质量段 2 ) )) 合格 质量段 3 ) )) 不良( 少于 10% ) 质量段 4 ) )) 低劣( 不应出现)
A( > 160)
高低
轨向
< 1. 5
< 0. 9
1. 6~ 2. 1 1. 0~ 1. 3
2. 2~ 3. 2 1. 4~ 2. 1
水平
轨距
左高低
右高低5. 5
3. 0
38. 7
4. 0
8. 5
10. 9
4. 6
22. 9
右轨向 10. 6 23. 7
第 33 卷第 6 期 2005 年 6 月
同 济 大 学 学 报( 自 然 科 学 版) JOURNAL OF T ONGJI UNIVERSIT Y( NATU RAL SC IENC E)
V ol. 33 N o. 6 Jun. 2005
铁路轨道几何状态评价方法比较
李海锋, 吴纪才, 许玉德
( 同济大学沪西校区 城市轨道与铁道工程系, 上海 200331)
态服从正态分布的情况下, 其分布曲线如图 1 所示.
其 P 值计算式为
P = P1+ P2
]
Q P 1 = 100 +3 -3
Q P 2 = 100 -]
1 exp 2PR
-
( x - m)2 2 R2
dx
1
( x - m)2
ex p 2PR
2 R2
dx
式中: m 为平均值; R为标准差. 简化计算式为
大部分国家都是先计算单元轨道区段的标准差
R, 然后进行不同的换算. 各项几何参数标准差 Ri 的 计算公式为
Ri =
E 1
n
n
x
2 ij
-
j= 1
)
X
2 i
,
E )
1n
X i = n j= 1 x ij
式中:
)
X
i
为各项参数在单元区段中的连续采样点幅
值 x ij 的平均值; n 为采样点的个数.
( 1) 英国主要利用计算高低和轨向两种单项几
Q e = 1 x0 Gl ( x ) exp x - x 0 dx
300 - ]
30 0
式中, Gl ( x ) 为各单项几何参数检测信号原始值( 初
始不平顺值) . 这是一种单元区段的滑动加权平均统 计计算方法. e 和 R 的关系为: R= 1. 38e.
( 5) 加拿大计算轨道质量指数 I T Q的公式为
I TQ =
( I PQ1 +
I PQ2 +
I PQ3 +
I
PQ
)
4
/
4
式中: I PQ = 1 000- CR2i , C 为经验常数( 对加拿大 i
主要干线, C = 700) , Ri ( i = 1, 2, 3, 4) 为高低、轨向、
水平和轨距各单项几何参数的标准差.
( 6) 美国 I TQ 的计算方法是先计算高低、轨向、
表 2 各项标准差在管理值 范围所占的百分比
Tab. 2 Percentage of each standard deviation in management value scope
单元数
50 50
< 1. 8 79 90
高低/ mm
1. 9~ 2. 7 2. 8~ 4. 6
21
0
10
0
> 4. 7 0 0
关键词: 铁路轨道; 几何形位; 评价方法; 标准
中图分类号: U 213. 2; U 216
文献标识码: A
文章编号: 0253- 374X( 2005) 06- 0772- 05
Comparison of Railway Track Geometry Status Evaluation Methods
> 4. 7
> 3. 3
> 5. 6
> 5. 7
D( < 80)
高低
轨向
< 3. 0 < 2. 5
3. 1~ 4. 0 2. 6~ 3. 8
4. 1~ 5. 5 3. 9~ 5. 6 > 5. 6 > 5. 7
1) 90% 的轨道区段在质量段 1 和 2 中.
日期
2003- 04- 07 2003- 05- 23
水平三种单项几何参数在单元区段中各测点偏差值
之和, 再计算三项参 数之和. 图 2 是 计算 I TQ 的框 图.
图 1 轨道不平顺分布图 Fig. 1 Track irregularity distribution