《既有线轨道不平顺质量指数标准及管理暂行办法》

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轨道动力学第四节不平顺

轨道动力学第四节不平顺

白噪声滤波法
式中:x(t)为过滤生成的轨道不平顺样本函数的时间 序列;a为与轨道等级相关的常数;v为运行速度; 为0均值白噪声输入随机信号;β 为轨道不平顺程度 常数;δ(t)为Dirac广义函数。
二次滤波法
二次滤波法在对不同形式的轨道功率谱进行数值模 拟时,需要设计出不同的滤波器。滤波器的设计与 功率谱密度函数的形式有关,对于给定的功率谱密 度函数,其设计的滤波器是确定的。 二次滤波法实际上是通过两次转换来完成轨道不平 顺功率谱频域向时域转换的。
轨道不平顺谱是轨道不平顺单边功率谱密度的简称。 在实际工作中常用“功率谱图”来表示功率谱对于 频率的关系。功率谱图是以频率或波长为横坐标的 连续曲线。
轨道 不平顺谱
英国(mm2·m/周)
高低:Sv(f ) 22.94f 4
水平:S c(f )
15.69f 4
1 7.81f 3 1.33f 2 1 6.30f 3 7.72f 2
谐波型激励
非确定性激励:随机不平顺
轨道 随机不平顺 概念
在实际线路上存在的各种轨道不平顺是由许多无法 预知的不同频率、不同相角、不同幅值的任意波叠 加而成的随机波。其实质是一个与线路里程有关的 复杂随机过程,包含沿轨道全长的弱平稳、近似的 各态历经过程和反映轨道局部特征的非平稳过程, 无法用一个明确的数学关系式来表示。 钢轨初始弯曲、磨耗、伤损;轨枕装配及自身质量; 道床级配及强度不均、道床脏污板结;路基刚度变 化等
不平顺 / mm
4 2 0
右轨横向
右轨垂向
-2 -4 -6 0 30 60 90 120 150
轨道不平顺 数值模拟方法
纵向位置 / m
轨道不平顺的数值模拟方法主要有四种: (1)三角级数法 (2)白噪声滤波法 (3)二次滤波法 (4)逆傅里叶变换法

铁道工程-第六章轨道几何形位之轨道不平顺教学教材

铁道工程-第六章轨道几何形位之轨道不平顺教学教材

01
02
03
04
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。
03
02
01
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

高速铁路轨道不平顺管理与分析

高速铁路轨道不平顺管理与分析
25
轨道不平顺的分类:按激扰方向划分
➢ 复合轨道不平顺 在轨道同一位置上,垂向和横向不平顺共存而形成复合不平顺。 ✓ 方向水平逆相复合不平顺:轨道同一位置既有方向不平顺又有水平 不平顺,并且轨道臌曲方向与高轨位置形成反超高状态。
严重时易引起脱轨
26
轨道不平顺的分类:按激扰方向划分
➢ 复合轨道不平顺 在轨道同一位置上,垂向和横向不平顺共存而形成复合不平顺。 ✓ 曲线起点与终点复合不平顺:在曲线圆缓点、缓直点、超高、正失、 轨距顺坡起终点等处易出现该类复合不平顺。
危险限度
P 0.65 P
允许限度
P 0.6 P
上述限度指标适用于低速脱轨的情况,高速时
P P
0.8
18
轨道不平顺的危害:轨道不平顺与车辆/轨道相互作用关系
19
课程提纲
1
轨道不平顺的危害
2
轨道不平顺的分类
3
轨道不平顺的描述
4
轨道不平顺的评定
5
轨道不平顺的识读
20
轨道不平顺的分类:按激扰方向划分
高速铁路轨道不平顺管理与分析
前言:轨道不平顺的不利影响
高速铁路短波微小不平顺:易产生巨大轮轨作用力,引发钢轨、轮轴 断裂、恶性脱轨事故等。
2
前言:轨道不平顺的不利影响
高速铁路中、长波小幅不平顺:严重影响乘客的血压、脉博、呼吸、 消化等身心健康。
3
前言:轨道不平顺的不利影响
高速铁路中、长波小幅不平顺:严重影响乘客的血压、脉博、呼吸、 消化等身心健康。
(2
Av2c 2r )(2
2c )
✓ 美国联邦铁路管理局 ✓ 高低/轨向/轨距/水平 ✓ 轨道不平顺有9个等级 ✓ 最高车速为176km/h ✓ 波长:1.524~304.8m

铁道工程-第六章 轨道几何形位之轨道不平顺

铁道工程-第六章 轨道几何形位之轨道不平顺

不平顺的随机特性。所以轨道不平顺波形不能用单一的简谐、三角、指数或抛物
线等规则的波形来描述,可以看作是由许多无法预知的不同频率、不同幅值、不 同相角的简谐波迭加而成的复杂的随机波。本质上讲,轨道不平顺是一个随机过 程,是里程位置的随机函数,任一特定区段的轨道不平顺可看成随机过程的一个
样本,波幅(轨道不平顺的深度)和波长(轨道不平顺的长度)都是随机变量。
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
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
变化。这种短时间(通常几秒钟)的车体以某一自振频率进行大振幅的共振现
象可在试验波形中测得。
6.2 轨道不平顺的类型

铁路轨道复合不平顺的分析与整治汇总

铁路轨道复合不平顺的分析与整治汇总

轨道复合不平顺的分析与整治轨道复合不平顺是指铁路轨道同一地点存在多种病害或相邻地点存在连续多处同一种病害。

轨道复合不平顺比轨道单项不平顺对行车安全威胁性更大,对于此类病害应引起高度重视,特别是在铁路第六次提速区段,建议将此类病害提级处理,即一级病害按二级及以上病害处理;二级病害按三级及以上病害处理。

迄今为止,我国铁路尚未对轨道复合不平顺规定过安全标准值,但是因其对行车安全威胁性大,有必要对其加以探讨。

轨道复合不平顺的形式很多,按照引起机车车辆横向力、垂向力复合方式不同,分为逆相位复合不平顺、顺相位复合不平顺、谐波振动复合不平顺等主要三种形式。

一、轨向、水平逆相位复合不平顺当存在轨道方向不平顺引起的车辆横向力与轨道水平不平顺引起的车辆横向力作用一致时(如图1所示:方向为正,水平为负),为轨道轨向、水平逆相位复合不平顺,对列车运行安全威胁最大。

图1 轨向与水平逆相位复合不平顺示意图1、轨道方向复合复合不平顺的计算公式如下:△y = ∣y―1.4△ h∣(公式1)式中:△y ---方向不平顺复合值y ----- 方向不平顺值△h --- 水平不平顺值2、轨道轨向、水平逆相位复合不平顺对行车安全指标的影响我们直接引用西南交通大学翟婉明教授著《车辆—轨道耦合动力学》对此项病害的计算结果(见表1)。

需要说明的是,这里选用的是一个波长为10米的方向不平顺,对应波长为12.5米的水平不平顺的逆相位复合不平顺。

表1:轨道复合不平顺对行车安全指标的影响表中:△h ----水平不平顺值y ----- 方向不平顺值P ------ 轮轨垂向作用力Q ------ 轮轴横向水平力Q/P ------ 脱轨系数△P/P ----轮重减载率a cy--------- 方向不平顺引起的水平加速度a c△h ------- 水平不平顺引起的水平加速度从表中可以看出,对轨道水平和方向逆相位复合不平顺安全限值起主控作用的动力学系数是轮重减载率,将轮重减载率静态指标控制为≤0.60,准静态指标控制为≤0.65,动态指标控制为≤0.80,脱轨系数动态指标控制为≤0.80。

高速铁路有砟轨道不平顺的解决方法

高速铁路有砟轨道不平顺的解决方法

高速铁路有砟轨道不平顺的解决方法发布时间:2021-06-23T17:07:51.523Z 来源:《基层建设》2021年第8期作者:王希龙[导读] 摘要:为有效提高大型养路机械维修作业质量,解决因轨道不平顺造成的线路病害,确保高速铁路有砟轨道的高平顺性及安全性,本文对轨道不平顺解决方法进行了深入的研究,以供参阅。

呼和浩特局集团公司呼和浩特工务机械段内蒙古呼和浩特市 010000摘要:为有效提高大型养路机械维修作业质量,解决因轨道不平顺造成的线路病害,确保高速铁路有砟轨道的高平顺性及安全性,本文对轨道不平顺解决方法进行了深入的研究,以供参阅。

关键词:高速铁路;有砟轨道;不平顺;解决方法1高速铁路有砟轨道不平顺区段确定1.1平顺性检测1.1.1静态检测利用0级电子道尺、0级轨道检查仪、弦线、轨道测量小车等设备对轨道的轨距、水平、三角坑、高低、轨向、曲线正矢、线路平纵断面的绝对偏差量进行静态检测,具有检测精度较高、位置准确等特点。

1.1.2动态检测利用动态检测车、车载式线路检查仪、便携式线路检查仪,周期性对轨道的轨距、水平、三角坑、高低、轨向等进行动态检测,主要反映轨道在列车运行时几何尺寸的变化状态及列车运行的舒适性,各项检测指标的综合值表示线路的基本状态。

1.2根据TOI值确定线路综合维修任务有砟轨道的综合维修任务主要根据轨道平均TQI值、日常静态检测等数据确定,轨道质量指数管理值中的轨距需要人工改道调整,其他指标大型养路机械综合维修可以解决,平均TQI值按200m长线路为管理单元,根据近2~3个月的平均TQI值测算,对设计速度200~250km /h的高速铁路有砟轨道,一般对平均TQI值大于3.6mm的区段安排综合维修,以保持轨道的高平顺性;对综合维修区段平均TQI值的确定,应结合实际情况合理确定,避免线路过修或欠修。

2线路平纵断面偏差数据采集2.1测量设站原则高速铁路建设时期需要布设轨道精测控制网(CPⅢ),运营期可利用CPⅢ控制点测量设站建立统坐标系,并采集线路平纵断面的绝对偏差及三维坐标值,一般采用三脚架或测量小车将智能全站仪架设于距测量起点或终点120-150m内的轨道中心任意位置,可选取4-8个位置。

时速200-250公里轨道几何不平顺管理与线路养护维修综述

时速200-250公里轨道几何不平顺管理与线路养护维修综述

时速200-250公里线路轨道几何不平顺管理与养护维修2007年4月18日,全国铁路实施第六次大面积提速,主要干线客车最高速度达到250km/h、全路时速200公里的线路达到6803公里,时速250公里的线路达到680公里,货车最高时速将达到120公里。

我局管内胶济、西陇海、京沪南线提速至每小时200公里,胶济线部分区段时速达到250公里。

特别是胶济线,是我国第一条既有线改造客货混跑时速达到200公里的线路,也是我国铁路第六次提速的标志性工程。

随着列车速度的提高和大量动车组的开行,一方面时速200公里的动车组对轨道的平顺性要求越来越高,另一方面货车重载提速,对轨道平顺性的破坏越来越严重,客货混跑给线路养护维修带来的矛盾越来越突出。

如何加强线路养护维修,强化轨道平顺性控制已成为时速200公里线路养护维修的核心问题。

一、国内外轨道不平顺管理值情况简介俄、美、德等国对既有线提速200km/h的客货混跑线路以及法、日等国的高速客运专线都制定了不同的轨道不平顺管理值标准,同时研究了相应的养护技术。

我国广深线采用摆式列车的客货混跑提速线路和秦沈客运专线也建立了有关标准。

1、俄罗斯轨道维修标准(141—200km/h区段)2、法国高速铁路轨道动态不平顺管理标准3、日本新干线轨道管理目标值(160km/h以上)4、广深线轨道不平顺动态管理值标准5、秦沈客运专线200km/h-250km/h轨道不平顺动态管理值标准6、铁路线路修理规则中有关200km/h线路轨道不平顺管理的规定:(1)200km/h地段的轨道静态不平顺容许偏差管理值(2)200 km/h地段道岔静态不平顺容许偏差管理值(3)200km/h地段的轨道动态不平顺容许偏差管理值(4)2 00 km/h地段的轨道质量指数(TQI)管理值通过俄罗斯客货混跑线路、法国高速铁路、日本新干线、广深线、秦沈客运专线及铁路线路修理规则中有关轨道不平顺管理值的了解,可以得出:(1)随着列车速度的提高,轨道不平顺管理值越来越严,即行车速度越高,对轨道平顺性的要求越高。

浅谈轨道不平顺的管理及分析

浅谈轨道不平顺的管理及分析

浅谈轨道不平顺的管理及分析摘要:轨道不平顺是衡量轨道状态质量的重要指标。

本文从两个角度对轨道不平顺的类别进行了划分,同时介绍了如何利用轨检车数据对轨道不平顺进行评定,最后阐述了如何通过各项检测数据去指导现场作业的一般思路。

关键字:轨道不平顺,波长,局部峰值评价法,TQI,轨检车。

1概述轨道不平顺是指轨道几何状态、尺寸和空间位置的偏差。

通俗的讲,即是直线地段轨道不平、不直;曲线地段轨道不圆顺;坡度地段偏离正确的顺坡变化尺寸,这些轨道偏差统称为轨道不平顺。

在普速铁路中,轨道的不平顺通常只会影响车辆的稳定性以及乘车的舒适性,但在高速铁路中,列车速度越快,由于轨道不平顺产生的轮轨作用力就越大,极易引发钢轨、轮轴断裂,甚至导致脱轨事故的发生。

随着高速铁路的发展和普及,轨道的平顺性越来越受到各方面关注,已经成为了现代机车车辆和轨道结构设计、养护、质量评定的重要手段。

2 轨道不平顺的分类2.1 按照激扰方向划分第一种分类方式是按照列车激扰作用方向划分,可分为垂向轨道不平顺、横向轨道不平顺及复合轨道不平顺。

其中垂向轨道不平顺包括高低不平顺和水平不平顺。

横向轨道不平顺包括轨向不平顺和轨距偏差不平顺。

复合不平顺则指的是在轨道同一位置上,垂向和横向不平顺共同作用形成的复合形式不平顺。

包括方向水平逆向复合不平顺和曲线起点与终点复合不平顺。

2.1.1高低不平顺高低不平顺是指轨道沿线路方向的竖向平顺性不良。

通常是由钢轨本身轧制误差,线路施工作业后的高程偏差,道床和路基沉降变形不均匀,线路空吊、道床板结,轨道垂向弹性不良以及车轨共振等引起的。

2.1.2水平不平顺水平不平顺是指线路左右两股钢轨顶面的相对高差。

水平不平顺包含水平差与三角坑两类。

其中,三角坑是指两股钢轨交替高低不平,且两个水平最大误差点之间的距离小于18 米,三角坑因三轮压紧,一轮减载悬空。

易产生爬轨脱轨,须尽快予以消除。

2.1.3轨向不平顺轨向不平顺是指轨道中心线在水平面上的平顺性不良。

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第九条 大型养路机械作业验收T值标准 大型养路机械作业验收T值标准为T=0,即不应出现TQI超过管理值的
单元区段。
第十条 轨检车区段轨道不平顺TQI输出报告格式
单位名 线 检 200m 称 名 测 区段 线 区 个数 别段
单项超标处数
T200处数 每千米扣分 T值
局段 名名
高轨轨水三 超 超 均计优 低向距平角 标 标 衡划先
坑 10% 20% 里 里 里 程程程
轨道检查车号: 年 月日
轨道检测负责人:
第十一条 轨检车除按要求输出峰值检查报告外,每月还应输出如下 报告报相关铁路局:
1.检测数据报告:包括200米区段轨道不平顺TQI偏差报告;管理区 段总结报告。
2.区段检测数据波形:输出以200米为单元区段的单项偏差和七项之 和TQI的直方图波形。
表2: 用于T200轨道不平顺质量指数TQI管理值标准
速度等 级 V≤100
管理值
100< V≤120
120< V≤160
160<V <200
200≤V≤250
300< V≤350
TQI管理
15
14
11
9
8
5

超过 16.5
5.5
15.4 12.1 9.9
8.8
10%
超过 18
6

优先
每公里T值
T=0
0<T≤100
T>100
第八条 对于T>100的线路,铁路局应优先列入维修计划,尽快安排成 段维修;对于0<T≤100的线路,铁路局应统筹兼顾,根据T200值的大 小,合理安排维修或保养,适时对线路进行整修;对于T=0的线路,铁 路局应避免成段扰动道床,只对超限峰值处所进行整修。
扣分T200值为50分;该值大于“超过20%”管理值,则该200m区段扣分 T200值为61分,见表3。
表3: 200m单元区段T200值扣分数定义
TQI值 未超过管理 超过管理 超过10% 超过20%


T200值
0
40
50
61
按照每公里作为管理长度,则每公里所包含的5个200m单元区段的 TQI扣分值之和为T,T值计算公式为。
式1 式2 式3 :各项几何偏差的标准差;i=1,2,…,7;分别为:左高低、右高 低、左轨向、右轨向、轨距、水平、三角坑等;
:指在200m单元区段中各项几何偏差的幅值,j=1,2, …,n;i=1,2,…,7。
:采样点的个数(200m单元区段中n=800)。
第五条 TQI及各单项标准差的管理值。 既有线路不同速度等级及高速铁路轨道不平顺200m单元区段TQI及单 项标准差管理标准见表1。
《既有线轨道不平顺质量指数标准及管理暂行办法》 (运基线路〔2009〕41号)
既有线轨道不平顺质量指数标准及管理暂行办 法
第一条 为综合评价线路整体质量,合理编制区段线路的综合维修 计划,指导线路整修和大机作业,提高轨道状态维修的科学性、经济 性、合理性,特制订本办法。
第二条 轨道不平顺质量指数(Track Quality Index)简称TQI,是 一种采用数学统计方法描述区段轨道整体质量状态的综合指标和评价方 法。运用TQI评价和管理轨道状态,是对单一幅值扣分评判轨道质量方 法的补充,提高轨道检测数据综合应用水平,为科学制定线路维修计 划,保证轨道状态的均衡发展提供科学依据。
11
160<V<200 1.5×2 1.1×2 1.1 1.3
1.4
9
200≤V≤250 1.4×2 1.0×2 0.9 1.1
1.2
8
300<V≤350 0.8×2 0.7×2 0.6 0.7
0.7
5
300<V≤350 2.0×2 1.5×2 波长42~120米,区段长500m
注:除注明外,适用于轨道不平顺波长为42米以下。
第六条 TQI的管理办法 为便于对区段轨道不平顺质量指数TQI管理标准的推广与应用,依据 《线路修理规则》轨道不平顺幅值扣分管理办法,确定TQI的管理办法 以公里为管理和维修的长度单位,对TQI值的评价引入“T值”的概念。 将200m区段轨道不平顺质量指数TQI超过管理值的大小作为扣分T200 值,每公里5个单元区段的扣分数T200值之和,简称“T值”。T值是根据 单元区段内TQI值超过对应管理值的程度来确定的。 用于T200值计算的200m区段轨道不平顺质量指数TQI管理值标准见表 2。
表1: 200m区段轨道不平顺质量指数TQI管理标准(单位:mm)
速度等级
高低 轨向 轨距 水平 三角坑 TQI
V≤100
2.5×2 2.2×2 1.6 1.9
2.1
15
100<V≤120 2.5×2 1.8×2 1.5 1.9
2.0
14
120<V≤160 1.8×2 1.4×2 1.3 1.6
1.7
第三条 TQI的物理含义 TQI是高低、轨向、轨距、水平和三角坑的动态检测数据的统计结 果,该值的大小与轨道状态平顺性密切相关,表明200m区段轨道状态离 散的程度,即数值越大表明轨道的平顺程度越差、波动性也越大。各单 项轨道不平顺的统计值同样也反映出该项轨道状态的平顺程度。
第四条 TQI的计算方法 TQI值是左高低、右高低、左轨向、右轨向、轨距、水平和三角坑等 七项几何不平顺在200m区段的标准差之和。
第十二条 月度轨检车报告中,必须包括各局、各线T值区段总结报告
第十三条 本管理方法由铁道部运输局负责解释。
通过上述公式计算,从而实现以公里为管理长度的轨道状态质量的 综合评价,某公里的T值越大,说明该公里超过TQI管理值的段数和超限
程度也越大,应优先安排维修。
根据T值的大小评价每公里轨道状态质量,以均衡、计划、优先三种
方式来制定大型养路机械维修或轨道综合维修计划,其含义见表4。
表4: 整公里T值评价定义表
9.6
20%
第七条 200m单元区段T200值和公里T值的物理含义 为有效发挥区段轨道不平顺质量指数TQI指导线路养护维修和制定
维修计划的作用,对于T200值,定义为该值未超过(小于等于)该速度 等级的管理值,则该200m区段扣分 T200值为0;该值大于管理值但小于 等于“超过10%”管理值,则该200m区段扣分T200值为40分;该值大 于“超过10%”管理值但小于等于“超过20%”管理值,则该200m区段
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