《标准轨距铁路轨距尺》修改讲义

一、规程修订背景
2、随着铁路轨距尺检定工作经验的积累和设 计制造技术的提升，需要调整检定规程的 相关内容，使之能够更好地指导轨距尺的 检定工作。一方面，长期以来在铁路轨距 尺检定工作中，普遍忽视了缓和曲线处有 一定坡度，而轨距尺在缓和曲线上测量超 高时是处于非直立状态这一情形。而在铁 路轨距尺的计量检定时，与其他水平仪一 样，要求在完全直立的状态下对轨距和超 高进行检定。
《标准轨距铁路轨距尺》修改讲义
摘要
• 详实的讲解《标准轨距铁路轨距尺》计量 检定规程的变化内容及其背景，针对检定 时应把握的事项进行重点介绍，帮助检定 人员深入了解规程，以便在执行时正确理 解和掌握规程要求。
一、规程修订背景
1 、铁路轨道的几何参数直接关系到列车运行 安全，轨距尺主要用于测量铁路轨道静态 几何参数，主要包括：轨距、查照间隔、 护背距离、水平（超高）等，同时可间接 实现扭曲（俗称“三角坑”）的测量，为 线路维修施工提供直接的技术依据。JJG 219—2008《标准轨距铁路轨距尺》（以下 简称“原规程”）自实施以来，为铁路线 路几何参数的测量以及铁路轨距尺的量值 准确，提供了重要保障。
二、新规程的主要变化及理解 -------轨距示值误差
• 另外，也在方法上实现统一，标尺类轨距尺和 数显类轨距尺轨距示值误差均采用轨距尺检定 器对轨距全量程示值进行检定，当然在量值传 递管理上明确的前提下，（如铁路局发布文件 规定，“×××工务段只承担后续检定，首次 检定由×××承担”），对于标尺类轨距尺的 后续检定，暂时允许对轨距、查照间隔和护背 距离示值误差等，在后续检定时可仅对其“零 位”进行检定，即轨距、查照间隔、护背距离 的1 435点、1 391点和1 348点（而不是指1 435， 1 391和1 348项目）的示值误差。
二、新规程的主要变化及理解
• 2.1.4 删除和取消的轨距尺类型及相关规定 • 根据铁路轨距尺的运用现状，木制轨距尺
（用于木枕路段轨距的测量）已基本停止 使用，因此新规程删除了木制轨距尺的相 关规定。
二、新规程的主要变化及理解
注1：取消了长水泡和超高板式轨距尺。部分 现场人员认为长水泡式轨距操作便捷，读 数迅速，使用方便，而忽视了长水泡式轨 距尺在设计上的不合理和使用不当。对于 水泡类计量器具，其工作基准应是水泡中 心，读数应采用相应的转换装置，将水泡 中心转换为标记，进而通过标尺读出。
二、新规程的主要变化及理解
• 2.1.5 增加的新型轨距尺检定器 新规程增加了新型轨距尺检定器（以下
简称“新式检定器”），并针对轨距尺检 定器的超高复现原理与轨距尺超高测量原 理的差异，给出原理差异带来的附加修正 值。
二、新规程的主要变化及理解
2.1.5 增加的新型轨距尺检定器
• 目前，超高采用正切原理的传统轨距尺检 定器（以下简称“旧式检定器”）仍在大 量使用着，这些旧式检定器为“开放”式 受力结构，在超高测量尺长期磨损以及受 轨距尺重力作用后，会出现超高测量机构 可靠性降低、超高复现值失准的情况，尤 其是对于0级和1级轨距尺进行超高的检定 时，准确度下降表现得更为明显。
轨距加宽，其超高的测量原理为正弦原理，即
超高h＝1 505sinα（α为倾角）。
二、新规程的主要变化及理解 2.1.5 增加的新型轨距尺检定器
• 显然，轨距尺检定器的复现原理若与轨距 尺超高测量原理不一致，则需对检定器给 出对应原理差异带来的超高附加修正值， 以免因原理差异导致量值传递误差。虽然， 从理论上讲，轨距尺检定器的复现原理与 轨距尺超高测量原理不必统一，但是为避 免理解上的混乱，新规程规定将超高示值 误差附加修正统一为对轨距尺进行。
二、新规程的主要变化及理解 2.2 显示装置
• 在“标尺类轨距尺的超高读数装置”项目 中，“对于指示标记形式的读数装置，其 指示标记宽度为0.10 mm～0.20 mm；”适 用于超高测量装置采用非指针式（如游标 类）的情形。
二、新规程的主要变化及理解
2.2 显示装置
• 2.2.1.2 显示装置相关表述的修改
二、新规程的主要变化及理解
• 2.1 总体情况 • 2.1.1 术语水平（超高）统一为超高 • Hale Waihona Puke 原规程术语“水平（超高）”统一为“超
高”。在轨道内部几何参数中，超高与水平属 于不同的技术范畴，超高是以固定距离（1 505 mm）上高差的形式描述轨顶面在垂直于 轨道方向上的倾斜程度的参数，即与水平所成 的倾斜角度，属于“尺寸”范畴；水平所反应 的是相邻位置超高的变化程度，从概念上讲属 于“形状”范畴。因此，不能将超高与水平混 淆，也不应误将小超高称为水平。
二、新规程的主要变化及理解
注2：然而，现有的长水泡式轨距尺，均采用读水泡 单边边缘位置的方式，而作为超高测量装置的长水 泡本身，受环境温度影响明显，水泡自身长度变化 量较大，使得水泡的单边边缘位置相应变化，若将 此作为超高示指，显然是不正确的。通过试验发现， 因使用环境温度引起的水泡长度变化导致的超高测 量误差最大可达到1 mm。且由于长水泡式轨距尺超 高读数分辨力较大，灵敏度低等，导致其准确度明 显不足，加之固有的示值误差，长水泡式轨距尺的 超高示值误差最大可达到2.5 mm～3.0 mm，而要求 较低的普速铁路的超高允差也仅仅是4 mm。
二、新规程的主要变化及理解
-------轨距示值误差
• 从技术角度讲，若检定器的测量块与测量 板内侧距离超差（但平行度不超差），可 使用其实际值。此时，若检定器44 mm尺寸 增大，则检定器查照间隔（1 391）和护背 距离（1 348）的复现值均变小，反之则增 大；若检定器43 mm尺寸增大，则只导致检 定器护背距离（1 348）的复现值变小，反 之则增大，检定器查照间隔（1 391）复现 值不受影响。
二、新规程的主要变化及理解 2.1.5 增加的新型轨距尺检定器
• 目前，轨距尺的超高测量原理也包括2种类型， 一是以普速铁路为测量对象的传统２级轨距尺， 由于线路小半径（≤350 m）曲线处轨距加宽的 存在，轨距尺的超高测量原理为正切原理，即 超高h＝1 505tanα（α为倾角），这种原理的2 级轨距尺使用率会随着小半径曲线线路的逐渐 减少而不断降低；另一类就是以更高运行速度 线路为服务对象的新型轨距尺，如0级和1级轨 距尺，主要是用于提速和高速线路，曲线处无
一、规程修订背景
3、并且在实际情况中，大多数轨距尺在“非 直立”这一状态下，其超高示值会与“直 立”状态下明显不同，有的甚至相差较大， 完全超出了轨距尺超高示值误差的要求。 因此，要与铁路轨道测量的需要完全适应， 应在铁路轨距尺检定环节对这一影响因素 予以控制，即在计量检定过程中，控制轨 距尺在尺身倾斜的状态下测量超高的准确 度，使这种倾斜不对轨距尺的实际超高测 量结果构成显著影响。
二、新规程的主要变化及理解
2.1.5 增加的新型轨距尺检定器
• 而新式检定器对超高测量采用正弦原理， 具有“封闭”式的受力结构，且以使用 “块规”实际值的方式取代传统的标尺， 避免了复杂的传递结构，使得超高复现机 构长期磨损以及受轨距尺重力作用后不会 出现机构可靠性降低、超高复现值失准的 现象，尤其是对于0级和1级轨距尺进行超 高的检定时，新式检定器具有较高的准确 度和长期稳定性，体现出明显的实物量具 特征。
• 将原规程“度轮盘与指针之间的间隙”修改为“指 针末端上表面至度轮盘标记面之间的距离”。在标 尺类计量器具中，视差对计量器具的读数质量有较 大影响。对于标尺类轨距尺而言，指针末端上表面 至度轮盘标记面之间的距离就属于此情形，为保证 标尺类轨距尺超高的读数质量，需控制指针末端上 表面至度轮盘标记面之间的距离，而原规程的“度 轮盘与指针之间的间隙”与“指针末端上表面至度 轮盘标记面之间的距离”不同，未包含指针末端的 厚度，因此进行修改。
二、新规程的主要变化及理解
注3：可见，长水泡式轨距尺的准确度是无法 满足铁路需要的。超高板式轨距尺的超高 测量定位基准极易发生变化，测量时难以 可靠定位，受人为因素影响较大，误差较 大。鉴于长水泡和超高板式轨距尺的超高 测量准确度低，且长水泡式轨距尺受环境 温度影响比较明显，建议淘汰长水泡和超 高板式轨距尺，新规程中不包含这2种轨距 尺。
二、新规程的主要变化及理解
• 2.1.3 轨距尺的测量范围 • 关于轨距尺的测量范围，只有2级标尺式轨
距尺的轨距测量范围为1 428 mm～1 470 mm，超高测量范围为-150 mm～+150 mm， 其他轨距尺的轨距测量范围均为1 410 mm～1 470 mm，超高测量范围为-185 mm～+185 mm。
二、新规程的主要变化及理解 2.2 显示装置
• 为控制读数误差，将原规程的“度轮盘与 指针之间应平行，其间隙不大于1 mm”修 改为“指针与度轮盘之间应平行，指针上 表面至度轮盘标记面之间的距离”，0级和 1级轨距尺的允许值为0.5 mm，2级轨距尺 的允许值1.5 mm。
二、新规程的主要变化及理解 2.2 显示装置
• 将“标尺与指示刻线面的间隙”修改为 “轨距指示标记面至标尺的距离”，此项 修改的目的在于将“刻线”规范描述为 “标记”。为控制读数误差，将“标尺与 指示刻线面的间隙”修改为“轨距指示标 记面至标尺的距离”，0级和1级轨距尺的 允许值为0.5 mm，2级轨距尺的允许值为1.0 mm。
二、新规程的主要变化及理解 2.2 显示装置
二、新规程的主要变化及理解
• 2.1.2 轨距尺的准确度分级 • 轨距尺的准确度分级，主要是针对其超高最大允许
误差及相关指标，如：显示装置的分辨力和分度值、 两端搭轨面对其公共平面的平行度等。按轨距尺的 准确度分为0级、1级、2级这3个等级，0级轨距尺 用于测量允许速度不超过350 km/h的铁路线路，1级 轨距尺用于测量允许速度不超过250 km/h的铁路线 路，2级轨距尺用于测量允许速度不超过160 km/h的 铁路线路。轨距尺的等级强调能力覆盖原则，即高 准确度等级轨距尺可覆盖低准确度等级轨距尺用途。
• 2.2.1.3 指针
• 对于显示装置中的指针，增加指针末端宽 度控制项目，目的在于减小读数误差。
二、新规程的主要变化及理解 -------轨距示值误差
• 2.3.1 示值误差的规定形式 • 新规程统一了标尺类轨距尺和数显类轨距尺轨距示
值误差的规定形式。原规程中标尺类轨距尺轨距示 值误差是由“零位误差”（MPE：±0.20 mm）和 “标尺线纹误差” （MPE：±0.10 mm）2项组成， 从示值误差的形式上两者存在差异，导致部分人员 误以为标尺类轨距尺的“零位误差”就是轨距示值 误差，小于数显类轨距尺的“示值误差”（MPE： ±0.25 mm）。为此，新规程将2类轨距尺示值误差 的规定形式统一，达到概念上的统一，且均在全量 程范围内规定其示值误差。在新规程中，读数显微 镜不再执行轨距标尺标记线纹示值误差的检定，仅 用于标记宽度的检定。
一、规程修订背景
4、另一方面，随着铁路专用计量器具的设计 和制造水平的不断提高，铁路轨距尺检定 器也有了较大进步，轨距和超高复现值的 稳定性和工作可靠性得到显著提高，应将 新型检定器纳入规程之中，补充和调整相 应的检定方法，以保证轨距尺的检定质量。 因此，对原检定规程进行修订，于2015年 12月发布JJG 219—2015《标准轨距铁路轨 距尺》（以下简称“新规程”），2016年6 月7日正式实施。
二、新规程的主要变化及理解
• 2.3.2 轨距示值误差的检定
• 新规程明确规定，对于轨距示值误差的检 定，需在检定器上确定检定点，用轨距尺 测量检定器（即在轨距尺上读数）。这一 规定的原因在于，一是检定器轨距参数随 着使用时间的增加，磨损会导致轨距传动 机构出现空程，使得轨距复现值失准；二 是为保证轨距示值误差检定时的测量操作 与使用状态一致。
二、新规程的主要变化及理解
• 2.2 显示装置 • 2.2.1 标记宽度 • 2.2.1.1 区分标记宽度与相对位置的检定要求 • 将标尺类轨距尺的轨距和超高标记宽度检定与
显示装置相对位置分开规定，将相对位置调整 为通用技术要求，标记宽度仅在首次检定进行。 标记宽度通常不会变化，只在首次检定时进行 即可，而显示装置相对位置会在使用过程中发 生变化，后续检定中也需要进行，为便于分类 处理，规程中将两者分开条目规定，将相对位 置列入通用技术要求之中。