轨道检测技术(之一).doc

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轨道检测技术

第一章概述

【主要内容】我国铁路轨道的特点，线路检测的方法，线路检测对线路养护维修的作用，线路检测的发展历程和现状。

【重点掌握】线路检测的方法。

第一节线路检测对维修工作的意义

铁路线路设备是铁路运输业的基础设备，它常年裸露在大自然中，经受着风雨冻融和列车荷载的作用，轨道几何尺寸不断变化，路基及道床不断产生变形，钢轨、联结零件及轨枕不断磨损，而使线路设备技术状态不断地发生变化，因此，工务部门掌握线路设备的变化规律，及时检测线路状态，加强线路检测管理成为确保线路质量、保证运输安全的重要的基础性工作。

一、线路设备的检测方式

（一）静态检查

静态检查指在没有车轮荷载作用时，用人工或轻型测量小车对线路进行的检查。

主要包括轨距、水平、前后高低、方向、空吊板、钢轨接头、防爬设备、联结零件、轨枕及道口设备等检查。

线路静态检查是各工务段、车间、工区对线路进行检查的的主要方式之一，工务段段长、副段长、指导主任、检测监控车间主任、线路车间主任和线路工长应定期检测线路、道岔和其他线路设备，并重点检测薄弱处所。

（二）动态检测

线路动态检测是在列车车轮荷载作用下通过添乘仪、车载式线路检查仪、轨道检查车等设备对线路进行的检测。

线路动态检测是对线路进行检查的主要方式之一，也是我国线路检测技术发展的主要方向。

二、线路检测对养护维修工作的指导作用

安全是铁路永恒的主题。

铁路线路设备是铁路运输业的基础设备，经常保持线路设备完整和质量均衡，保证列车以规定速度安全、平稳和不间断地运行，并尽量延长设备的使用寿命是铁路工务部门的重要职责。

因此，合理养护线路，确保线路质量是保证工务部门安全生产的前提，也是保证铁路运输安全的基础。

它对增长企业经济效益、保障人民生命财产安全、提高国民生产总值都有重要意义。

而线路的检测决定着线路的设备技术状态的变化规律及程度，线路检测技术水平直接决定着线路的养护和维修工作的进行。

所以，没有线路检测，就不能确保线路质量状态，也就没有铁路运输的安全生产。

第二节线路检测技术的发展

铁路运输在从低速到高速、从小轴重到大轴重的发展过程中，铁路工程技术人员、科研管理者，经过多年的不懈努力和长期探索，逐步摸索和研究总结出一套具有实用科学性、规范性的铁路线路检测技术，使得铁路高速重载运输的安全性、舒适性得到可靠的保障。

在铁路技术迅猛发展，管理技术不断更新的情况下，以往靠传统和经验进行的铁路线路检测技术己无法适应铁路运输安全生产的需要。

更加尊重科学、尊重客观规律、不断改进的线路检测技术才能适应铁路运输发展的要求。

一、国内线路检测技术的发展

（一）静态检查技术的发展

1．轨距尺

轨距尺是检测线路轨距的主要量具。

其中使用最早的是木质的铁路轨距尺，由于这种轨距尺本身变形量很大，故量测的精度很低且使用寿命很短，现已淘汰。

目前测量轨距采用的量具主要是专作检测用的RTG-1型铁路轨距尺和用于作业的RTG-2型铁路轨距尺。

这两种轨距尺的尺体以铝镁合金制作，大大地提高了轨距尺的使用寿命和精度。

2．高度板和木折尺

高度板和木折尺是检测线路水平的主要量具。

自制高度板选用优质木材，高度从10mm～60mm，宽度从5mm～15mm。

3．弦线

10m、20m弦线是检测线路的前后高低和方向的主要量具。

其中检测直线方向用10m弦线，检测曲线正矢通常用20m弦线。

4．轨道检查仪

轨道检查仪是测量轨道几何尺寸的手推式静态检查仪器，其测量结果随着仪器在线路上推行实时显示并记录在内存中。

轨道检查仪近年来在线路检测中推广使用，它与用轨距尺检测几何尺寸相比较，具有速度快、易于统计查询、结构简单、重量轻、上下道方便等优点。

（二）动态检测技术的发展

1．丢灰包

丢灰包是我国线路检测技术中使用最早、最传统的一种动态线路检测方法。

丢灰包主要是添乘人员在列车尾部的守车上，在其检测的线路范围内通过坐在车上感受列车的上下颠簸和左右晃动情况，估计线路的情况，对上下颠簸和左右晃动比较严重的区段立即将准备好的灰包抛到车下，地面人员根据灰包所在位置的前后范围进行仔细检测，查找出线路质量状态问题，从而指导线路的养护维修工作。

此种方法优点是操作简便易行，没有技术、设备等要求，在一般车间都能实现

此种方法。

但同时此种方法主要凭借检测人员的经验，对检测人员要求较高；检测的精度较差，只是确定一个大致范围，还需进一步的检测；没有一个统一标准，操作人员不容易准确把握。

2．添乘仪

添乘仪是以振动图幅显示的峰值大小确定线路上存的病害类型及等级，属于线

路动态检测的一种方法。

是现在各工务段较常使用的一种方法。

我国工务部门最早使用的添乘仪是沈阳研究制成了TG-85型铁路工务添乘仪，这种添乘仪利用车体振动的垂直和水平加速度值来判断轨道的晃车等级、病害等级。

具有使用简单、携带方便、判断准确的特点，但这种设备使用前需录入一些资料，并且检测结果须书写在记录纸上，使用效率降低。

现在在全国范围内使用比较多的是轨道智能添乘仪，主要有ZT-3、ZT-4、ZT-5、ZT-6、ZT-6B型，其中使用面最广的是ZT-5型和ZT-6型两种轨道智能添乘仪。

除此之外，还有便携式添乘仪，主要有的BT-4型以及SY-1、SY-2型便携添乘仪。

智能添乘仪是根据检测车体走行时的振动加速度来确定线路状态的检测方法，通过使用添乘仪添乘检测，能够及时准确地发现线路病害处所，有针对性地进行维修，防止病害蔓延，可以大大提高维修工效，保证线路质量，确保行车安全。

同时此种方法由于受到设备本身的限制，还不能做到同速检测的要求，因此在检测精度方面还不能完全与线路实际运营状态下的要求相符合。

3．车载式线路检查仪

车载式线路检查仪通过测量机车或动车组车体加速度，实现实时监测轨道状况，及时发现轨道不良处所。

车载式线路检查仪分机车和动车组车载式线路检查仪两种。

这种装置加强了对轨道状况的动态监测，由于该装置能对严重超限处所及时报警，使得对于危及行车安全的严重超限处所能够做出及时处理，该装置在保证行车安全方面起到了较好的监控作用。

4．轨道检查车

轨道检查车通过定期或不定期动态检测轨道状态，实时处理分析检测结果，发现轨道严重超限，及时指导现场养护维修消灭危及行车安全的隐患。

在各种专运特殊任务中所扮演的角色充分说明了轨检车是保障列车安全运输的重要手段。

我国使用最早的轨道检查车是20世纪50年代起就采用1型轨检车，该轨检车的特点是采用弦测法，机械传动，可以将轨距、水平、三角坑、摇晃（用单摆测量）项目的幅值绘在图纸上，人工判读超限并计算扣分。

60年代后期研制的2型轨检车仍采用弦测法，但改为电传动，检测项目比1型车增加了长波高低和短波高低，超限判读和扣分计算方式与1型车相同。

80年代初期研制成功的GJ-3型轨检车是我国轨检车技术的一次重大飞跃，它可以检测高低、水平、三角坑、车体垂直和水平振动加速度，但轨距、轨向则无法检测。

1985年我国成功研制了GJ-4型车。

这标志着我国轨检技术和轨检车又一次飞跃，使我国线路检测和轨检车跨入世界先进技术的行列。

这种轨道检查车检测项目齐全，包括轨距、轨向、高低、水平、曲率、三角坑等轨道几何不平顺和车体水平和垂直振动加速度。

由于GJ-4型车（包括GJ-3型轨检车）复杂的机械系统在恶劣的使用环境下容易出现故障，目前大量新型轨检车即GJ-5型轨检车正处于引进开发阶段，并即将投入使用。

轨检车的成功运用，不仅改变了工务检测的模式，同时促进了工务管理养修体制的变革。

经过轨检车多年的运用，结合对干线轨道状态检测数据的大量分析，以及和现场工务主管的相互交流，如何利用好现有轨检车检测数据，充分发挥检测数据的作用，是指导现场养护维修，提高轨道作业质量，实现轨道“状态修”模式的主要依据。

我国轨检车的发展过程，是我国铁路工务设备机械化、管理现代化、养护维修科学化的一个重要标志之一。

二、国外线路检测技术的发展

从运输高速、安全角度出发，日本、意大利、法国、德国、美国分别研制了适用于高速线路的综合安全检测车。

检测从过去的单一项目检测发展为多用途、多项目、多任务的检测，为轨道基础设施状态检测、控制、维护打下了基础，也为轨道高速、安全运输提供了有力保障。

　　Easti是日本完全利用其国内的技术开发的综合检测列车，由7辆车组成，可以检测轨道几何参数、接触网、通信信号、轮轨作用力、环境噪声等内容，最高检测速度可达275Km/h，各检测系统各自独立完成检测工作，整个检测列车在速度、时间和里程位置上保持同步。

德国“阿基米德号”是继日本铁路以外仅有的综合检测列车。

“阿基米德”高速检测列车检测速度达到220公里/小时。

据称，已具备在任何时候以220公里/小时运行速度，检测119个不同参数的能力，能检测轨道几何参数、钢轨断面、钢轨波浪磨耗、接触网及受流状态、通信和信号、车体和轴箱加速度、轮轨作用力等。

MGV是专为法国高速铁路研制的综合检测列车，检测速度设计为320km/h，检测线路的总长为2×1800km，检测周期预计为两周一次，设计目标是在列车正常运行条件下采集各基础设施参数。

伴随线路检测技术的发展，轨道状态检测手段由以往单纯的手工静态检查，发展成当今依靠激光、陀螺、摄像、电子、计算机网络等技术产品实现的轨道动态检测，真实再现轮轨作用下的轨道实际状态，在配备齐全的铁路轨道机械化设备情况下，实现轨道状态养修分开、管修分开、天窗修、状态修、针对性维修变成现实。

伴随铁路高速重载运输的不断发展，世界各国不仅重视高技术、高科技产品在铁路方面的应用,更加高度重视成熟先进的管理技术与管理方法的应用和借鉴。

在铁路硬件设施趋于完善的情况下,相应配套的铁路基础设施软件将是实现铁路安全运输的重要保障，其软件部分包括轨道管理体制，轨道养修模式和养修手段,轨道状态检测手段，轨道状态管理、评价标准，安全标准的确立，以及其他管理技术的补充与完善等等。

以上软硬件技术、管理技术的成功应用，在世界铁路高速发达国家的铁路运输实践中己充分得到了验证。

复习思考题

1．简述我国铁路运输的现状。

2．简述线路检测技术的发展对线路维修工作的指导意义。

3．国内线路检测技术的发展经过几个阶段，各有什么特点？

第二章　轨道不平顺与线路检测

【主要内容】轨道不平顺的种类及产生原因，分析轨道不平顺的特征、相互联系及与行车的关系，提出工作中对不平顺的管理方法。

【重点掌握】轨道不平顺的特征，轨道不平顺的管理方法。

第一节轨道不平顺的原因及分析

一、轨道不平顺的种类及产生原因

（一）轨道不平顺的含义

轨道不平顺是指：

轨道几何形状、尺寸和空间位置的偏差；直线轨道不平、不直，对中心线位置和轨道高度、宽度正确尺寸的偏离；曲线轨道不圆顺，偏离曲线中心线位置，偏离曲率、超高、轨距的正确数值，偏离顺坡变化尺寸等轨道几何偏差。

（二）轨道不平顺的种类

轨道不平顺具有种类、性质多样性的特点，分类方法不尽相同。

按照轨道不平顺波长可分为短波、中波、长波不平顺；按照轨道不平顺项目分为轨道几何不平顺、钢轨表面不平顺、钢轨断面不平顺；按照轨道不平顺发生的先后分为轨道初始不平顺、轨道运用不平顺。

以下介绍按不平顺对机车车辆的激扰方向分类（图2-1-1）。

图2-1-1　轨道不平顺类型示意图

1．垂向轨道不平顺

包括高低、水平、扭曲、轨面等短波不平顺及钢轨轧制校直过程中形成的垂向周期性不平顺。

2．横向轨道不平顺

包括轨向、轨距及钢轨轧制校直过程中形成的横向周期性不平顺。

3．复合不平顺

包括轨向水平逆向复合和曲线头尾的几何偏差。

（三）轨道不平顺的产生原因

1．垂向轨道不平顺

（1）高低不平顺（图2-1-2）

高低不平顺是指钢轨顶面或线路中心线竖向（与轨道平面垂直的方向）的凹凸不平，它主要是由线路施工和大修作业的高程偏差、桥梁挠曲变形、轨道垂向刚度不一致、道床和路基