铁路道岔尖轨轨高的测量基准研究

尖轨的轨高是影响轨道结构振动与变形、列车运行安全性、平稳性及轨道养护维修工作量的重要参数,而尖轨轨高的测量基准则是检测尖轨轨高正确与否的重要基础;针对目前尖轨轨高测量的第一测量基准与第二测量基准,假定车轮与钢轨均为刚体,以尖轨轨高之间的高差和以轨轮接触关系为依据计算得出机车车辆在垂直方向的位移作为2种评价指标,对尖轨轨高的测量基准进行了讨论。结果表明,在测量尖轨轨高时,采用第一测量准则更为合理。     

问与答

<正>问:JJG 1090—2013《轨道检查仪检定规程》中明确引入了外部参数,包括横向偏差和垂向偏差,如何理解这两个参数?答:JJG 1090—2013《轨道检查仪检定规程》中,轨道外部几何参数的定义为"轨道中线及左右轨相对于设计线位的平面(横向)、高程(垂向)偏差"。要理解横向偏差和垂向偏差,首先要知道横向和垂向的定义。横向是指轨道平面方向;垂向是指垂直于轨道平面方向。     

轨检车检测技术的比较研究

目前国际上检测车采用的轨道动态检测主要有激光伺服技术和激光视像技术两种,对轨检车两种不同的检测方法及原理作了概略性的阐述,并对其各自的优缺点进行了分析比较.两种检测技术均能满足基本的轨检要求.其中激光视像技术先进,抗干扰性能较好,测量精度高,产品基本实现了模块化,还可以提供钢轨全断面测量、波磨测量,适用于高速铁路或对线路状态要求较高的轨道检测.提出了各检测技术的适用范围.建议在资金许可的情况下,优先考虑激光视像技术.     

基于GNSS定位技术的轨道几何参数测量方法

为将全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite Systems,GNSS)定位技术应用于轨道几何参数测量,提高高速铁路绝对坐标的测量精度,在高速铁路沿线布设GNSS定位接收机作为定位基准站,并将各个接收机经过长时间观测的数据进行统一的联合解算处理,得到各定位基准站坐标。利用加装了GNSS定位接收机的轨道检查仪分别测量轨道特定点的大地坐标和内部几何参数,并将特定点的大地坐标测量结果与各定位基准站坐标数据进行联合解算处理,得到特定点的大地坐标最终测量结果。最后,将特定点的大地坐标最终测量结果与轨道内部几何参数测量结果进行数据融合,得到相应区段各点轨道内外部几何参数的测量结果。不确定度评定及验证试验表明,加装了GNSS定位接收机的轨检仪显著提高了轨道几何参数测量的精度,并极大提高了轨道测量的效率。     

应用CPⅣ网进行轨道几何状态测量方法研究

研究目的:高速铁路轨道精调前应进行轨道几何状态测量。现行的方法是采用CPⅢ后方交会自由设站进行轨道几何状态测量,再与设计参数进行比较,之后通过精调使轨道的平顺性各项参数满足设计要求。利用轨道基准网相邻点具有较高相对精度和点位永久保存可用于运营维护阶段的特点,本文提出在轨道基准网(CPIV)点上利用强制对中装置设站、后视,配合轨检仪进行轨道几何状态静态检测的新方法,结合工程实际对该方法进行现场试验。研究结论:(1)采用CPIV强制对中设站方法进行板式无砟轨道几何状态静态检测,设站时间短,作业效率显著提高;(2)CPIV强制对中设站方法利用相邻点间的高精度可确保轨道的高平顺性,经现场试验证明,测量成果正确可靠,满足规范要求;(3)应用CPⅣ网进行轨道几何状态测量,统一了轨道板、轨道精调控制基准,平顺性指标较好,值得推广应用;(4)研究成果可应用于高速铁路板式无砟轨道施工和运营维护阶段轨道几何状态静态检测,对相关测量规范的编制和完善具有参考价值。     

光纤陀螺仪测量轨道平顺度参数的原理及不确定度

轨道检查仪是替代＂人工弦线法＂检测铁路轨道高低、轨向等平顺度参数的重要计量器具,目前使用的轨道检查仪多采用光纤陀螺仪作为平顺度检测的惯性元件。从光纤陀螺仪的测量原理入手,论述轨道平顺度参数的检测方法,并对测量结果的不确定度进行分析,以指导轨道检查仪的使用和检定工作。     

基于三点激光准直原理的轨道几何参数测量技术

针对既有激光准直系统存在激光弦抖动现象和人工测量无法直接检测轨道中长波平顺性的问题,为进一步提高轨道几何参数测量精度,结合捣固车现场实际作业模式,提出发射车+接收车+接收车的“一发两收”模式,开展基于三点激光准直原理的轨道测量技术研究。通过激光弦、轨距、超高、里程计等多传感器数据融合,测量轨道内部几何参数;构建三点式激光准直矢距测量模型,解决了激光弦抖动漂移误差问题;采用接收车跟随自走行技术,提高了测量效率。现场试验结果表明：使用三点弦技术方案测量得到的轨向、高低、正矢、轨距、超高等轨道内部几何参数满足现场使用的误差要求,可为数字化、智能化捣固提供数据支撑。     

实现轨距水平直接测量的轨检小车新结构研究

国内外常用于检测轨道几何参数的"T"形结构轨检小车在线路曲线段走行时,存在因结构原因而产生的假轨距、假水平问题,其原理性误差可达10-1mm量级。相对于轨检小车行业标准规定的轨距、水平测量允差±0.3~±0.5mm而言,该误差不可忽略,故控制与消除该误差的影响已成为新修订的轨检小车计量检定规程的新增项目。基于此,设计一种"工"形结构的轨检小车,该结构直接测量左右轨作用边,故其因结构因素造成的轨距、水平原理性误差仅为10-4mm到10-5mm量级,可显著提高轨距、水平测量精度。     

基于惯性组合导航技术的自走行轨检装置

针对现有轨道线路几何参数测量中存在的检测效率低，检测设备安全性和环境适应能力差、自动化程度低等问题，设计了基于惯性组合导航技术的自走行轨检装置。轨检装置中的惯性组合导航测量系统加电后进入初始对准模式，通过测量、解算得到导航初始航向角、俯仰角、横滚角以及速度、位置信息。初始对准完成后测量系统进入正常导航状态。通过测量系统内置的高性能组合导航处理器，对陀螺及加速度计测量数据进行处理，融合全球导航卫星系统定位信息，实现组合导航。采用Kalman滤波算法实时解算出轨向、高低、正矢、轨距、超高等轨道几何参数。经在试验段多次测量，各项参数重复性检测差值均满足要求。     

轨道梁结构对中低速磁浮车轨耦合振动的影响

建立了双级电磁悬浮控制器模型,轨道梁采用Euler-Bernoulli模型,基于单点悬浮控制系统建立"车辆-控制器-弹性梁"耦合动力学数值模型。对控制参数引起的车轨耦合失稳振动的特性进行分析,仿真计算不同轨道梁结构参数下,对中低速磁浮车轨耦合振动影响进行研究。结果表明:发生频率较低的车轨耦合振动时,轨道梁结构参数的改变对车轨耦合振动无明显影响;发生频率较高的车轨耦合振动,轨道梁固有频率随轨道梁结构而改变时,对车轨耦合振动影响明显;轨道梁固有频率不随轨道梁结构参数改变时,对车轨耦合振动无明显影响;轨道梁结构阻尼可以有效抑制车轨耦合振动响应。低频车轨耦合振动,轨道梁结构改变无法控制车轨耦合振动,车轨发生高频耦合振动时,增大轨道梁结构阻尼比及改变轨道梁固有频率均能有效控制车轨耦合振动,因此实际工程中可以考虑轨道梁下安装阻尼器和吸振器来改变轨道梁结构参数和结构阻尼来抑制振动。     

地铁轨下胶垫参数对轨道垂向振动影响研究

以往地铁线路轨下结构研究过于简化,只考虑轨下弹性垫板单一变量对轨道动力学的影响,没有综合考虑刚度和阻尼参数对轨道结构动力学性能的影响。在车辆-轨道耦合系统动力学理论基础上,运用动力学软件SIMPACK建立地铁车辆-板式无砟轨道模型,分析轨下弹性垫板刚度在30~70 MN/m,阻尼在60~80 k N·s/m范围内变化对板式无砟轨道结构动力学性能的影响。研究显示,轨下垫片刚度敏感的动力参数顺序为轨道板垂向加速度、钢轨垂向加速度、轨道板垂向位移、钢轨垂向位移和轮轨力。     

新型钢枕轨道结构受力特性影响因素分析

针对轨道过渡段基础沉降引起的轨道不平顺问题,提出一种能够自动补偿基础沉降的新型钢枕。为研究新型钢枕轨道结构参数对轨道结构受力特性的影响,基于有限元法,建立新型钢枕轨道-路基空间耦合模型,分析轨下胶垫刚度、钢枕间距以及道床弹性模量等参数对钢枕轨道结构受力特性的影响规律。研究结果表明:轨下胶垫刚度对钢轨受力特性的影响最为显著,随着轨下胶垫刚度的增大,钢轨的受力与变形均随之减小,但同时钢枕、道床和路基的受力与变形有所增大;减小钢枕间距能够减小轨道结构受力与变形,但钢枕间距太小会加大对道砟捣固的作业难度,增加养护维修工作量和维修成本;增大道床弹性模量可以减小轨道结构变形,但同时增大了钢枕和道床的受力。建议对轨下胶垫刚度、钢枕间距和道床弹性模量等参数综合考虑后合理选取。     

基于NARX神经网络的轮重减载率预测

以轨检车测出的左轨和右轨轨向不平顺、左轨和右轨高低不平顺为输入,以轨检车测出的轮重减载率为输出,采用贝叶斯正则化算法构建了NARX神经网络。仿真试验结果及与BP神经网络输出结果的对比表明,采用NARX神经网络实现轮重减载率预测是可行的,NARX神经网络比BP神经网络更适用于减载率预测。     

轨道检查车检测数据的有效利用

轨道检查车作为指导线路维修和确保行车安全的有效检测设备,应对其检测数据进行深度地分析和应用。介绍轨检车检测原理,以曲线养护为例,分析轨道几何测量、车体振动加速度测量和变化率等项目的检测数据,提出如何利用轨检车检查报告和有效利用轨检波形图加强曲线养护的具体建议。     

京广线石家庄段轨检车检测数据分析及线路维修对策

通过分析轨检车检测数据,并与现场实际测量结果进行比较,得出轨检车主要的超限项目与现场存在的轨道病害的关系,提出了具有针对性的线路维修对策。实践证明,依据轨检车检测数据提出的相关维修措施可以有效提高线路设备的质量,保障行车安全。     

轨道检测车的运用

轨道检测车的使用已对维保部门养护维修轨道设备起到了很好的指导作用,但在利用动态轨检数据指导养护维修时,维保部门发现轨检动态测量数据与现场核查数据存在误差。重点从轨道检测车检测原理及影响动态扣分的因素出发,分析造成轨检动态数据与静态数据误差的原因,以便在今后的数据应用中提供指导,使维保人员准确找到轨道检测车检测出的轨道病害,高效发挥轨道检测数据的作用。     

高速铁路无砟轨道长轨精调若干测量问题探讨

结合贵广、沪昆、云桂等高速铁路无砟轨道长轨精调测量的实践,介绍全站仪轨检小车长轨精调数据采集及数据处理,惯导轨检小车的测量原理及提高轨道质量指数(TQI)的措施。在轨道精调作业中,先采用绝对测量模式消除长波不平顺性,然后采用相对测量模式提高短波轨向、高低、轨距等控制指标的精度。     

高速铁路轨道几何状态的车载摄影快速检测方法与试验

为实现高速铁路轨道静态几何平顺性的快速检测与准确评估,本文提出基于车载近景摄影采集轨道数字图像以检测轨道线形的方法。采用轨面移动平台搭载数码相机采集连续高分辨率数字影像,以轨道板和轨道面稀疏布设的像控点作为约束条件,使用近景摄影测量空间解析几何模型,平差解算轨道测点三维坐标。仿真计算结果表明:车载近景摄影测量轨道平面坐标的精度为0.2mm,高程精度为0.3mm;在杭甬客运专线无砟轨道上的现场试验结果表明,车载摄影沿轨向测量的绝对坐标精度为0.6mm、垂直于轨向的精度为0.8mm,沿轨向的相对精度为0.2mm、垂直于轨向的相对精度为0.7mm,验证了车载摄影测量方法用于轨道静态几何参数检测的可靠性与高精度潜力。     

隧道内CRTSⅠ型双块式无砟轨道施工关键技术

研究目的:以柳林隧道无砟轨道工程为例,阐述了隧道内采用CRTSⅠ型双块式无砟轨道施工关键技术,如CPⅢ点的测设技术、轨排组装、粗调、轨道精调及混凝土浇筑等,这些关键技术对保证无砟轨道的施工精度起到了关键作用,可为类似工程提供借鉴. 研究结论:无砟轨道工程建设中,控制各道工序的精度是关键;轨道铺设施工的前提有可满足精度要求的测量控制网;但实际施工质量取决于粗调、精调和混凝土浇筑质量;在保证轨向锁定器、支腿螺柱、精调轨检系统调整精度的条件下,开展程序化、规范化施工也是确保无砟轨道施工质量的关键.     

三维激光扫描仪在高速铁路轨道线形测量中的应用

为解决传统轨道检测小车测量作业效率低、成本高、数据形式单一等问题,采用基于自由测站的三维激光扫描仪进行点云数据获取,通过对仪器技术参数及扫描模式分析,对点云平面及高程坐标精度推算,确定了设站模式、作业线路、设站间隔。结合16 km隧道内既有铁路轨道线形测量工程实例,对比了轨检小车与三维激光扫描仪在人员、设备以及作业用时方面的差别;通过对414站扫描设站精度进行统计,推导计算得出点云坐标平面精度可达2.45 mm,高程精度可达1.06 mm。通过自主研发软件提取轨道中线三维坐标,采用稳健平滑滤波进行去噪处理,结果表明,点云中线坐标与静态轨检小车测量结果横向偏差平均值为2.7 mm,高程较差平均值为3.9 mm。