轨道不平顺编辑辨别方法
轨道不平顺定义与分类形式
1、轨道不平顺定义及形式在线路的平直道区段，钢轨并不是呈理想的平直状态，两根钢轨在高低和左右方向相对于理想的平直轨道呈某种波状变化而产生偏差，这种几何参数的偏差就称为轨道不平顺。
按激扰区分：垂向不平顺，横向不平顺，复合不平顺按波长区分：短波，中波，长波按形状特征：正弦，余弦、凸台按轮载作用：静态、动态高低不平顺水平不平顺水平不平顺，是指左、右轨对应点的高差所形成的沿轨长方向的不平顺，它是由轨道高低不平顺所派生的。
此外，也可将轨道水平不平顺按左右两轨的高差所形成的倾角来表示。
轨道水平不平顺是引起机车车辆横向滚摆耦合振动的重要原因。
方向不平顺轨道方向不平顺，是指左右两根钢轨沿长度方向在横向平面内呈现的弯曲不直，其数值以实际轨道中心线相对理论轨道中心线的偏差来表示。
轨道方向不平顺是由于轨道铺设时的初始弯曲、养护和运用中积累的轨道横向弯曲变形等原因造成。
轨道方向不平顺激发轮对产生横向运动、是引起机车车辆左右摇摆和侧滚振动的主要原因。
轨距不平顺轨距不平顺，是指左右两轨沿轨道长度方向上的轨距偏差，其数值以实际轨距与名义轨距之差来表示。
轨距不平顺对机车车辆运行的横向稳定性及曲线磨耗影响较大，轨距过大会引起掉道。
轨距若在短距离内变化剧烈，即使不超过允许标准也会使车辆的摇晃和轮轨间的横向水平力增大。
复合不平顺方向水平逆相复合不平顺：引起脱轨的重要原因曲线头尾几何偏差不同波长不平顺0.01-200m波长的不平顺常见；短波不平顺：轨面擦伤、剥离、焊缝、波磨；中波不平顺：1-30m，钢轨轧制，12.5m，25m特征长度；长波不平顺：30m以上，不均匀沉降，挠曲变形等。
钢轨不平顺的分类
钢轨不平顺的分类钢轨是铁路交通中的重要组成部分，它承载着列车的重量，并且需要保持平整和稳定的状态。
然而，由于各种原因，钢轨不平顺的情况时有发生。
下面将对钢轨不平顺进行分类和介绍。
一、凹陷类1. 凹陷凹陷是指钢轨表面下凹的情况。
凹陷可能由于材料疲劳、过载或轮对不平衡等原因造成。
凹陷会导致列车运行时的不稳定，轮对受力不均匀，增加了列车运行的风险。
2. 横向凹陷横向凹陷是指钢轨表面横向方向出现的凹陷。
这种不平顺可能会导致列车在通过时产生颠簸感，影响乘客的乘坐舒适性。
3. 纵向凹陷纵向凹陷是指钢轨表面纵向方向出现的凹陷。
这种不平顺可能会使列车在通过时产生冲击，对列车和轮对造成额外的压力，增加了磨损和损坏的风险。
二、凸起类1. 凸起凸起是指钢轨表面突出的情况。
凸起可能由于轨道基础不均匀、超载、材料疲劳等原因引起。
凸起会导致列车运行时的震动和颠簸，增加了列车脱轨的风险。
2. 横向凸起横向凸起是指钢轨表面横向方向出现的突起。
这种不平顺可能会导致列车在通过时产生冲击和颠簸，影响乘客的乘坐舒适性。
3. 纵向凸起纵向凸起是指钢轨表面纵向方向出现的突起。
这种不平顺可能会导致列车在通过时产生颠簸感，对列车和轮对造成额外的压力，增加了磨损和损坏的风险。
三、其他类1. 斜坡斜坡是指钢轨表面出现的倾斜情况，不同于凹陷和凸起的局部不平顺。
斜坡可能由于地基沉降、材料疲劳等原因引起。
斜坡会导致列车运行时的不稳定，轮对受力不均匀，增加了列车脱轨的风险。
2. 磨损磨损是指钢轨表面因为长期使用而产生的磨损情况。
磨损可能由于轮轨摩擦、超载等原因引起。
磨损会导致钢轨表面不平整，增加列车运行时的震动和颠簸，降低行车的安全性和乘坐舒适性。
3. 脱轨脱轨是指列车在行驶过程中从轨道上脱离的情况。
不平顺的钢轨是导致脱轨的重要原因之一。
脱轨会对列车和乘客的安全造成严重威胁，因此钢轨的平整和稳定十分重要。
钢轨不平顺可分为凹陷类、凸起类和其他类。
这些不平顺可能会增加列车运行时的风险，影响乘客的乘坐舒适性，并且导致严重的脱轨事故。
铁道工程-第六章轨道几何形位之轨道不平顺教学教材
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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。
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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
高速条件下轨道不平顺有关知识.
高速条件下轨道不平顺有关知识轨道不平顺是指轨道的几何形状、尺寸和空间位置相对其正常状态的偏差。
凡是直线轨道不平、不直，对轨道中心线位置和高度、宽度正确尺寸的偏差；曲线轨道不圆顺，偏离正确的曲线中心线位置或正确的超高、轨距及顺坡变化数值，通称为轨不平顺。
一、轨道不平顺的分类轨道不平顺对机车车辆在空间三维方向上的激扰作用，可分为垂向、横向和复合（垂向与横向复合）不平顺三类。
图例垂向、横向轨道不平顺示意图1、垂向轨道不平顺：高低不平顺、水平不平顺、扭曲不平顺、轨面短波不平顺、钢轨轨身垂向周期性不平顺等。
高度不平顺是指轨道沿钢轨长度方向，在垂向上的凹凸不平。
水平不平顺是指轨道沿轨道各个横向截面上左右两股钢轨轨顶面高差的波动变化。
扭曲不平顺是指左右股钢轨轨顶面相对于轨道标准平面的扭曲，用相隔一定距离（国际称作用距离）的两个横截面的水平幅值的代数差度量。
轨面短波不平顺是指钢轨轨顶面沿长度方向上的长度较短范围内的不平顺，包括轨面不均匀磨耗、波纹磨耗、擦伤、剥离掉块、焊缝不平、接头错牙等钢轨表面不平顺。
钢轨轨身垂向周期性不平顺是指钢轨在扎制校直过程中，由于扎锟等影响造成轨身垂向周期性的弯曲变形。
2、横向轨道不平顺：轨道方向不平顺、轨距偏差、轨身横向周期性不平顺等。
轨道方向（轨向）不平顺是指轨头作用边沿钢轨长度方向的横向凹凸不平顺，相对于轨道中心线，可分左股和右股钢轨方向不平顺。
轨距偏差是指轨道同一横截面，在轨顶面下16mm 处，左右两根钢轨之间的最小内侧距离相对于标准轨距的偏差。
钢轨轨身横向周期性不平顺是指钢轨在扎制校直过程中产生的轨身横向周期性弯曲变形。
3、复合不平顺复合不平顺是指在轨道同一位置或在影响机车车辆系统性能的长度范围内，共同存在垂向和横向轨道不平顺，形成的双向不平顺；存在两个以上垂向或横向不平顺，形成的单向的叠加不平顺。
对行车影响较大的主要有轨向与轨向逆相位复合不平顺、轨向与水平的逆相位不平顺、轨向与轨距的逆相位复合不平顺、水平与轨距的逆相位复合不平顺、高低与水平的逆相位复合不平顺、扭曲与水平的逆相位复合不平顺。
轨道周期性几何不平顺诊断和评价方法
轨道周期性几何不平顺诊断和评价方法刘金朝【摘要】结合描述转向架蛇行失稳的连续多波和广义能量方法,提出一种轨道周期性几何不平顺的诊断和评价方法.首先利用过零点的连续区段轨道几何不平顺极大值和极小值诊断周期性几何不平顺,并采用高通滤波方法对几何不平顺信号进行处理,避免偏移或趋势项对诊断结果的影响.然后引入敏感波长反映周期性几何不平顺的基波,提出利用广义能量指数评价周期性几何不平顺的状态.计算广义能量指数需要用到的关键参数——能量权系数由同步模型和线性回归分析联合产生的放大系数归一化后得到.与传统的评价轨道几何不平顺的标准差指标相比,广义能量指数与车辆动态响应标准差之间具有更强的相关性,避免了在波长非敏感条件下出现车辆动态响应与输入系统的轨道不平顺能量大小不对应的现象.利用某线预设不平顺试验实测的轨道不平顺和车体加速度数据对模型和方法进行验证,结果表明新的诊断方法能准确有效地找出分布在随机信号中的周期性几何不平顺,同时能较好地评价周期性几何不平顺状态,并反映其对车辆动态响应的影响随速度变化而变化的特性.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2016(000)007【总页数】5页(P1-5)【关键词】轨道周期性几何不平顺;广义能量指数;轨道质量指数;能量权系数;敏感频率【作者】刘金朝【作者单位】中国铁道科学研究院基础设施检测研究所,北京 100081【正文语种】中文【中图分类】U211.5作为轮轨系统的激扰源，轨道几何不平顺是引发机车车辆振动和产生轮轨动作用力的主要原因。
其对车辆和轨道部件的寿命、列车运行的安全性、平稳性、舒适性以及环境噪声等均有重要影响。
目前国内外对轨道几何不平顺的管理主要采用幅值管理和轨道质量指数（TQI）管理［1-4］；有些国家还利用车辆动态响应，包括车体加速度和（或）轮轨作用力辅助评判轨道平顺性状态。
从发展趋势看，结合轨道几何不平顺和车辆动态响应评判轨道状态越来越受到重视［5-8］。
轨道养护维修与管理
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轨道养护维修与管理
一、垂向轨道不平顺
3.扭曲不平顺
轨道平面扭曲(有些国家称为平面性，我国常称三角坑) 即左右两轨顶面相对于轨道平面的扭曲，用相隔一定距 离的两个横截面水平幅值的代数差度量。国际铁路联盟 UICB55专门委员会将所谓“一定距离”定义为“作用距 离”，即指轴距、心盘距。
它是指钢轨在轧制校直过程中，由于辊轮直径误 差、滚轧压力不均匀等原因，使钢轨产生的周期性不平 顺。
我国新轨轨身周期性不平顺的波长多在2.8~3.2m， 幅值多为0.3~0.8mm，这种不平顺对高速行车危害很大。 采用现代轧制校直工艺生产的钢轨，一般没有这种周期 性不平顺。
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轨道养护维修与管理
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轨道养护维修与管理
一、垂向轨道不平顺
4.轨面短波不平顺
轨面短波不平顺即钢轨顶面小范围内的不平顺， 它是由轨面不均匀磨耗、擦伤、剥离掉块、焊缝不
平、接头错牙等形成的。
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轨道养护维修与管理
一、垂向轨道不平顺
4.轨面短波不平顺
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轨道养护维修与管理
一、垂向轨道不平顺
5.新轨垂向周期性不平顺
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轨道养护维修与管理
五、轨道不平顺对行车的影响
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轨道养护维修与管理
第二节 线路养护维修技术
一、钢轨养护维修与管理； 二、换枕； 三、道床清筛与更换； 四、起道； 五、拨道； 六、捣固；
七、改道； 八、道床回填与夯拍 九、手工更换钢轨； 十、调整轨缝 十一、铺架施工
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评判高铁轨道短波不平顺病害的轨道冲击指数法
评判高铁轨道短波不平顺病害的轨道冲击指数法高铁轨道是现代交通运输的重要组成部分，而轨道的平整度对高铁运行的安全性和舒适度有着至关重要的影响。
轨道短波不平顺病害是指在高速行驶过程中，轨道上存在的一种特殊的行车振动，它会对列车的运行产生不利影响。
为了评判和控制这种病害，轨道冲击指数法被提出并广泛应用。
轨道冲击指数法是一种基于轨道加速度来评判轨道短波不平顺病害的方法。
具体而言，它通过测量轨道上不同位置的加速度，分析加速度的波动情况，从而评估轨道的平整度。
这种方法不仅考虑了轨道表面的几何形状，更重要的是考虑了列车行驶过程中的动力学要素，是一种较为全面和科学的评判方法。
轨道冲击指数法的基本原理是利用振动信号分析技术，将测得的轨道振动信号转换成频域信号，通过对信号的特征参数进行处理，得到轨道冲击指数值。
这个数值可以用来反映轨道短波不平顺病害的严重程度。
一般来说，轨道冲击指数值越大，表示轨道的平整度越差，轨道短波不平顺病害越严重。
要进行轨道冲击指数的评判，首先需要采集轨道振动信号。
这个过程通常通过在高铁轨道上安装振动传感器来完成，传感器可以实时监测轨道的振动情况，并将信号传输到数据采集系统中。
数据采集系统会对信号进行处理和分析，得到轨道振动频谱，然后根据频谱结果计算轨道冲击指数。
通过轨道冲击指数的评判，可以有效地掌握轨道短波不平顺病害的发生和发展情况，从而采取相应的维护和修复措施。
例如，在评判结果比较严重时，可以对轨道进行磨削或重新修整，以提高轨道的平整度。
此外，轨道冲击指数的长期监测和评估，还可以为轨道维护和运营提供重要的数据支持，有助于延长轨道的使用寿命和提高高铁运行的安全性和稳定性。
尽管轨道冲击指数法在评判高铁轨道短波不平顺病害上具有一定的优势和可行性，但仍然存在一些局限性。
首先，轨道冲击指数法只评判了轨道短波不平顺病害的严重程度，对于病害的具体原因并没有进行深入分析。
其次，评判结果受到多种因素的影响，包括列车速度、轮轨间隙、轮对磨损等，这些因素可能导致评判结果的误差。
轨道不平顺编辑辨别方法
水平为正，轨向为负，不利情况
轨道不平顺定义：钢轨断面磨耗
垂直磨耗
侧面磨耗
垂直磨耗：标准钢轨 断面宽度内侧1/3 处 实际钢轨垂向磨耗。 侧面磨耗：标准钢轨 顶面以下16mm处实 际钢轨垂向磨耗。 总磨耗：垂直磨耗 +1/2侧面磨耗
轨道不平顺定义：钢轨波磨
波形磨耗是指钢轨顶面上 出现的波状不均匀磨耗。 按其波长分为短波（或称 波纹型磨耗）和长波（或 称波浪型磨耗）两种。 波纹型磨耗为波长约50～ 100mm，波幅0.1～ 0.4mm的周期性不平顺； 波浪型磨耗为波长 100mm以上，3000mm 以下，波辐2mm以内的 周期性不平顺。
轨检车检测项目正号定义
轨检车正向：检测梁位于轨检车二 位端，定义二位端至一位端方向为 轨检车正向，轨检车行使方向与轨 检车正向一致时为正向检测，反之 为反向检测。 轨距（偏差）正负：实际轨距大于 标准轨距时轨距偏差为正，反之为 负； 高低正负：高低向上为正，向下为 负； 轨向正负：顺轨检车正向，轨向向 左为正，向右为负； 水平正负：顺轨检车正向，左轨高 为正，反之为负； 曲率正负：顺轨检车正向，右拐曲 线曲率为正，左拐曲线曲率为负； 车体水平加速度：平行车体地板， 垂直于轨道方向，顺轨检车正向， 向左为正； 车体垂向加速度：垂直于车体地板， 向上为正。
超限编辑
在轨检车检测过程中，由于传感器、天气和数据 传输等原因产生轨道不平顺常常存在异常值，同 时由于标定误差和惯性包漂移等原因使得水平和 轨距信号产生基线偏移，影响了计算机自动超限 判断，因此在轨道检测过程中需要对异常超限进 行编辑。 我国轨检车目前正在使用的轨检车有GJ-3、GJ-4、 GJ-4G和GJ-5型轨检车几种，不同的类型的轨检 车检测方法不同，因此出现的异常超限现象不尽 相同。随着GJ-5型轨检车的迅速普及，GJ-5型轨 检车已成为轨道动态检测的主要工具。下面结合 GJ-5型轨检车检测波形简单介绍异常值超限编辑 方法。
铁路轨道复合不平顺的分析与整治
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。
轨道施工质量通病及维修方法
轨道施工质量通病及维修方法我折腾了好久轨道施工质量通病及维修方法这事儿，总算找到点门道。
轨道施工啊，经常会碰到的质量问题就是轨道不平顺。
我刚开始发现的时候，就想简单调整一下，我以为就是局部的小问题。
我试过在不平顺的地方加垫片，结果这根本不是长久之计，没几天就又出现问题了。
后来我才明白，轨道不平顺可能是因为铺设的时候基础没打牢。
这就像是盖房子，地基本来就不稳，那房子肯定容易出问题啊。
所以要从根本上解决，得检查轨道下面的道床，如果道床的密实度不够，就要重新夯实，或者补充道砟。
还有一个通病就是钢轨磨损。
我最早看到钢轨有点磨损，就随便拿了些润滑剂在上面涂，觉得这样能减少摩擦。
可哪知道这就是个瞎办法。
钢轨磨损原因特别复杂。
有一次我仔细观察，发现部分磨损是因为列车转向的时候压力不均匀，这就叫侧向力。
这个时候，单纯涂润滑剂是不行的。
对于磨损不太严重的钢轨，得用那种专业的打磨设备进行小范围的打磨，就像咱们磨刀一样，把不平整的地方去掉。
轨道连接部位也容易出问题。
我遇到过连接螺栓松动的情况。
刚开始我发现松动，就拧紧完事。
但老是频繁松动，搞得我很头疼。
后来我想，这可能是每次列车经过都会产生震动，光拧紧肯定不管用。
我就想到在螺栓上加上弹簧垫圈，这样就能利用弹簧垫圈的弹性来缓冲震动，减少螺栓松动的概率。
不过我也不太确定这个方法是不是对所有的轨道连接部位都适用，毕竟不同的轨道环境和列车载重等因素可能会有影响。
另外，有时候轨道存在裂缝。
我试过自己拿胶水去粘，这真的是特别傻的方法。
其实裂缝产生的原因可能很多，像应力集中啦，钢材疲劳啦。
对于小裂缝有专门的修补胶，但是大的裂缝可能就要把有问题的钢轨部分换掉了，就像咱们衣服破了个大口子，补丁补不住就只能换新的布料了。
反正处理轨道质量通病真是个细心又需要技术的活，一直在摸索，也一直在学习呢。
还有啊，轨道的防腐也很重要，如果防腐没做好，整个轨道的使用寿命都会大大缩短。
我正在研究怎么能又简单又有效的做好防腐，等我再有成果了，再跟你们分享。
(最新整理)铁道工程第六章轨道几何形位之轨道不平顺
2021/7/26
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6.3 轨道平顺状态的评估方法
2021/7/26
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④ 轨距不平顺
轨距为两股钢轨头部内侧与轨道中线相垂直的距离，因 为轨底坡的缘故，轨距应在钢轨顶面以下某一规定距离处量取， 我国铁路标准规定，轨距应在钢轨头部内侧面下16mm处量 取，直线轨道距值规定为1435mm。由此可以定义轨距不平 顺：在轨道同一横截面，钢轨顶面以下16mm处，左右两根钢 轨之间的内侧距离，相对于标准轨距的偏差。
1．余弦型不平顺（包括局部孤立的，和连续周期性的） ；
2．正弦形轨道不平顺；
3．抛物线形不平顺；
4．突台型（包括逆向和顺向台阶不平顺，多为局部不平顺）；
5．三角形不平顺（包括局部孤立的，和连续周期性的）；
6．S弯形不平顺（包括局部孤立的，和连续周期性的）。
一些波形示意图
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轨道不平顺实例波形
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轨道不平顺实例波形
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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。
轨道多是由相同标准定尺长度的钢轨焊结或栓结而成，桥梁、路基、
基于不平顺谱的轨道不平顺状态评价与识别探讨
在里 程单 元 ８ ６ ０ ６ ５ ６ ３ ７ ６ 对 应 里程 １ ． ０、１ 、７ 、８ 、１ （ ５ ８～１ ｍ、２ ． ６ｋ １ １ ８～１ ２ｋ １４ ８～１ ５ｋ １ ６ ４～１６ ６ ２ ｍ、３ ． ３ ｍ、３ ． ３ ．
ｋ １３～１３２ｋ 等处 。分 析 图 ２ Ｃ ２～ ｎ波 段谱 值 分布 图 ， 以发现 不 同 幅值大 小 的尖 峰波 段 ， ｍ、４ ４ ． ｍ） （ ） ５ｉ 可 特
第 ３期
徐磊 等 ： 基于 不平 顺谱 的轨 道不 平顺 状 态评价 与识 别探 讨
ｎ ｎ ｎ Ｌ Ｌ
８ ６ ４ ２ ８ ７
６ ５
钾 研啷
＿ Ｊ ：
与 Ｊ
极好 优 秀
≤ ０． ９ ８ ２８
何必研 仍
ｎ Ｌ Ｌ Ｌ
≤ ０．路 不 平顺 识 别 与评 判
以往 对轨 道谱 分析 是 以整条 线路平 均 轨 道谱 为 研 究对 象 ， 用 谱 线特 征 区分 机 车 车辆 的激 励 环境 ， 利 分析 、 断轨 道病 害 ， 没有 波长 、 诊 而 幅值 及里 程信 息 的有 机整 合 。以下通 过划 分研 究单 元 （ 里程 单元 ） 即 来 表 征空 间域信 息 ， 同时 对各 里程单 元 轨道 不 平顺 谱 进 行 频段 分 解 ， 用频 段 内各 波长 谱 值 表 征轨 道 平 顺性 优劣 ， 以此实 现各 波长 平顺性 的空 间域识 别 。同 时 ， 以频 段 内谱 面 积值 平 方 根 （Ａ 代 表 波段 整 体 不平 Ｓ Ｖ）
轨道不平顺
轨道不平顺1、轮轨系统激扰是引起车辆—轨道耦合系统振动的根源。
2、总体而言，轮轨系统激扰可分为确定性激扰和非确定性激扰两大类别。
非确定性激扰主要是轨道几何随机不平顺。
确定性激扰则由车辆和轨道两个方面的某些特定因素造成。
车辆方面的因素较为单一，主要是车轮擦伤、车轮踏面几何不圆及车轮偏心等；轨道方面的因素较为复杂，既有轨道几何状态方面的因素，如钢轨低接头、错牙接头、轨道几何不平顺、轨面波浪形磨耗等，又有轨下基础缺陷方面的因素，如轨枕空吊、道床板结、路基刚度突变等。
3、在很多情形下， 轨道几何不平顺可以用单个或多个简谐波来近似描述。
例如，因焊接接头淬火工艺不良，在车轮反复作用下造成轨头局部压陷，属于单个 谐波激扰；又如，在世界各国铁路上普遍存在的钢轨波浪形磨耗，呈现在钢轨顶面的是一定间距的起伏不平的波浪状态， 是典型的连续谐波激扰。
另外，当车轮质心与几何中心偏离时，也将给钢轨系统造成周期性简谐波激扰。
所 有这些，采用正（余）弦函数来描述是简单且合理的。
4、轨道几何不平顺是指两股钢轨的实际几何尺寸相对于理想平顺状态的偏差。
轨道常见几何不平顺主要有方向、轨距、高低和水平四种基本形式。
（ 1）方向不平顺是由于左右股钢轨横向偏移引起线路中心线的横向偏移， 可表示为： y t 1y L y R （式中， y L 、 y R 分别为左、右股钢轨的横坐标）2（ 2）轨距不平顺是由于左右两股钢轨横向偏移而引起的轨距变化， 在轨顶下 16mm 位置处测量，可表示为： g ty Ly Rg 0 （式中， g 0 为名义轨距）（ 3）高低不平顺是由于左右钢轨顶面垂向偏移引起轨道中心线的垂向偏移，可表示为 Z t 1Z L Z R（式中， Z L 、 Z R 分别为左、右两股钢轨的垂向坐 2标）（ 4）水平不平顺是由于左右钢轨的垂向偏移引起的轨面高差，可表示为：Z t Z LZ R（ 5）扭曲不平顺是指左右两股钢轨顶面相对于轨道平面的扭曲， 即先是左股钢轨高于右股钢轨，后是右股钢轨高于左股钢轨的轨面状态，俗称三角坑， 反之亦然。
轨道不平顺谱
轨道不平顺谱轨道不平顺谱是描述轨道结构不平顺程度的曲线图，它是轨道质量和行车安全的重要评价指标。
轨道不平顺包括轨距、轨向、水平和高低等方面的偏差，这些偏差会导致列车和轨道的振动，影响列车的运行平稳性和舒适性。
因此，对轨道不平顺谱的研究对于提高轨道质量和行车安全具有重要意义。
本文将从以下几个方面对轨道不平顺谱进行详细解析：一、轨道不平顺的概念及分类1.概念：轨道不平顺是指轨道几何形状和位置在水平、垂直和横向方向上的不规则变化。
轨道不平顺主要包括轨距、轨向、水平和高低等方面的偏差。
2.分类：根据偏差的波长和幅值，轨道不平顺可分为长波不平顺和短波不平顺。
长波不平顺主要指轨距和轨向的偏差，短波不平顺主要指水平和高低方向的偏差。
二、轨道不平顺谱的数学描述1.轨道不平顺功率谱密度（PSD）：轨道不平顺功率谱密度是描述轨道不平顺能量分布的函数，它反映了轨道不平顺在不同频率上的能量大小。
轨道不平顺功率谱密度可以通过傅里叶变换法、小波变换法等方法从时域信号中提取得到。
2.轨道质量指数（TQI）：轨道质量指数是综合反映轨道不平顺程度的指标，它包括了轨道不平顺的幅值和波长信息。
轨道质量指数可以通过对轨道不平顺功率谱密度进行积分得到。
三、轨道不平顺谱的分析方法1.时域分析：时域分析是对轨道不平顺信号进行直接分析，主要方法包括均值滤波、中值滤波等。
时域分析能够直观地反映轨道不平顺的幅值和变化趋势，但无法揭示轨道不平顺的频率特征。
2.频域分析：频域分析是对轨道不平顺信号进行频谱分析，主要方法包括快速傅里叶变换（FFT）、小波变换等。
频域分析能够揭示轨道不平顺的频率特征，但无法反映轨道不平顺在时域上的变化。
3.时频分析：时频分析是对轨道不平顺信号进行时域和频域的综合分析，主要方法包括短时傅里叶变换（STFT）、小波变换等。
时频分析能够同时反映轨道不平顺的时域特征和频域特征，但计算复杂度较高。
四、轨道不平顺谱的应用1.轨道质量评估：通过分析轨道不平顺谱，可以评估轨道的质量状况，为轨道维护和管理提供依据。
铁道工程-第六章 轨道几何形位之轨道不平顺综述
② 水平不平顺
钢轨顶面长度方向各个横截面上左右轨对应点的高差ห้องสมุดไป่ตู้ 简称为水平不平顺。水平不平顺的幅值，在曲线上是指扣 除正常超高值的偏差部分。
③ 扭曲不平顺
轨道平面扭曲不平顺 （有些国家将之称为平面性， 我国俗称为三角坑），是指左、右两轨轨顶面（常用四个 点确定）相对于相应的轨道平面的扭曲状态，用相隔一定 距离的两个横截面水平幅值的代数差度量。
短波不平顺
中波不平顺
3至30米
1～35毫米（低等 级线更大）
1～60毫米
高低、轨向、扭曲、水平、 轨距
髙低、轨向不平顺
长波不平顺 30至150米
（3）按轨道不平顺形状特征区分类型
轨道多是由相同标准定尺长度的钢轨焊结或栓结而成，桥梁、路基、 轨道等结构以及施工、养护维修方法也大致相同，因此，某些地段，例如 接头区、焊缝区、平交道口、道岔区、桥隧路基过渡段等轨道不平顺的形 状虽不尽相同，但常有类似性。国内外都对实测的轨道不平顺形状特征进 行过大量统计归纳分析，按其近似的形状特征可分为： 1．余弦型不平顺（包括局部孤立的，和连续周期性的） ； 2．正弦形轨道不平顺； 3．抛物线形不平顺；
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
轨道不平顺的种类很多，可按: （1）它们对机车车辆激扰作用的方向； （2）按轨道不平顺波长特征； （3）按按轨道不平顺形状特征；
（4）显现记录时有无轮载作用。
（1）根据对机车车辆激扰作用的方向，轨道不平顺 可分为垂向、横向，和垂向、横向复合（简称复合） 三类。
④ 轨距不平顺
轨距为两股钢轨头部内侧与轨道中线相垂直的距离，因 为轨底坡的缘故，轨距应在钢轨顶面以下某一规定距离处量取， 我国铁路标准规定，轨距应在钢轨头部内侧面下16mm处量取， 直线轨道距值规定为1435mm。由此可以定义轨距不平顺：在 轨道同一横截面，钢轨顶面以下16mm处，左右两根钢轨之间 的内侧距离，相对于标准轨距的偏差。
轨道不平顺弦测法分类
轨道不平顺弦测法分类轨道不平顺弦测法是一种用于测量轨道不平顺度的方法。
轨道不平顺度是指轨道表面的起伏程度，它对于铁路运输的安全性和舒适性具有重要影响。
本文将介绍轨道不平顺弦测法的原理、步骤和应用。
一、原理轨道不平顺弦测法基于弦测原理，通过测量轨道表面高低起伏的幅值和周期性变化来判断轨道的不平顺程度。
具体来说，弦测法将一根弦或者线放置在轨道上，使其与轨道表面接触，并通过测量弦与轨道表面的距离来判断轨道的不平顺度。
二、步骤1.设定测量起点和终点：确定要测量的轨道段落，设定起点和终点。
通常选择长度为几米的轨道段作为测量对象。
2.铺设测量弦：在起点处将测量弦固定在轨道上，然后沿轨道方向逐步铺设，直至终点处。
确保测量弦与轨道表面充分接触。
3.测量弦与轨道表面的距离：使用测量仪器（如测高尺）测量弦与轨道表面的距离。
在每个测量点上进行测量，记录下相应的距离数值。
4.数据处理：将测得的距离数据进行处理，计算出轨道在不同位置的高低起伏幅值和周期性变化。
5.分析结果：根据数据分析结果，评估轨道的不平顺度，并根据需要采取相应的维修和调整措施。
三、应用轨道不平顺弦测法广泛应用于铁路和地铁等轨道交通系统中，用于评估轨道的状态和安全性。
通过测量轨道的不平顺度，可以及时发现轨道的问题，避免由于轨道不平顺引发的事故和故障。
轨道不平顺弦测法还可以用于轨道维护和调整。
通过测量轨道的不平顺度，可以确定轨道维修的重点和范围，指导维护人员进行相应的修复工作。
同时，可以根据测量结果调整轨道的几何参数，以提高轨道的平顺性和行车的安全性。
四、总结轨道不平顺弦测法是一种简单有效的测量轨道不平顺度的方法。
通过测量弦与轨道表面的距离，可以评估轨道的不平顺程度，为轨道维护和调整提供依据。
在铁路和地铁等轨道交通系统中，轨道不平顺弦测法具有重要的应用价值，能够提高运输的安全性和舒适性。
未来，随着技术的发展，轨道不平顺弦测法有望进一步完善和应用，为轨道交通的发展做出更大的贡献。
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轨道不平顺定义：水平、超高
? 中国水平：同一轨道横截 面上左右钢轨顶面所在水 平面的高度差。不含圆曲 线上设置的超高和缓和曲 线上超高顺坡量。
? UIC水平 ? Ⅲ型轨检车车相对水平 ? 超高：曲线地段外轨顶面
与内轨顶面设计水平高度 之差。
轨道不平顺定义：三角坑
? 轨道平面的扭曲，沿 轨道方向前后两水平 代数差。
低速侧向过岔轨向超限编辑
? 轨检车低速侧向通过道岔导 曲线时，由于导曲线不设超 高，超高通道信号较小，但 导曲线一般半径较小，曲率 信号较大，因此结合ALD信 号比较容易确定侧向过叉位 置。
? 同时由于没有设超高和导曲 线半径较小，惯性包内轨向 加速度变化较大，轨向平衡 能力差，又由于滤波原因把 小半径曲线的部分成分当作 轨向输出，因此低速侧向道 岔时的轨向超限应予删除。
? 因此，利用车体加速度可以辅助评判超限正确性，以利于 超限编辑。
阳光干扰
? 对于采用图像处理轨道检 测系统，当阳光照射在激 光切割断面上时，将引起 图像处理困难，很难识别 实际的钢轨轮廓，使得检 测波形出现剧烈变化。
? 这种情况一般只出现在单 侧钢轨，遇到这种情况应 删除相应区段超限，如果 判断持续时间较长，应关 闭相应检测通道的超限判 断。
轨道不平顺编辑辨别方法
2007.09.12
轨检车动态检查项目
? 轨道不平顺动态检查的主要设备 是轨道检查车，检查包括轨道动 态不平顺和车辆动态响应。
? 中国轨检车检查项目主要包括左 右高低、左右轨向、水平、三角 坑、曲线超高、曲线半径、轨距、 车体水平和垂直振动加速度、左 右轴箱垂直振动加速度等。
? 波纹型磨耗为波长约50～ 100mm，波幅0.1～ 0.4mm的周期性不平顺；
? 波浪型磨耗为波长 100mm以上，3000mm 以下，波辐2mm以内的 周期性不平顺。
轨检车检测项目正号定义
? 轨检车正向：检测梁位于轨检车二 位端，定义二位端至一位端方向为 轨检车正向，轨检车行使方向与轨 检车正向一致时为正向检测，反之 为反向检测。
小半径曲线轨距编辑
? 按“线路维修规则”，300~349m的小半径曲线轨距加 宽为5mm，200~299m的小半径曲线轨距加宽为 15mm。轨检车在检测小半径曲线时，轨检车根据测量的 曲率自动识别曲线半径，根据半径大小考虑扣除加宽量然 后在进行超限判断，但实际曲率测量总会有误差，如 300~349m以内的当作300m半径以下的曲线时，轨距 就多扣除10mm，容易误判为小轨距，因此编辑时应删除。
? 波形图上轨距为实际轨距偏差，并没扣除加宽量的影响。 ? 运基线路[2007]350号文对曲线设置有了新的规定。
设备故障引起的孤立超限判断方法
? 孤立的轨道不平顺主要因为图像干扰引起，一般由于只是 单侧钢轨断面受到干扰，其特征主要表现为轨距、水平、 三角坑和单侧高低和轨向同时出现尖刺，而对应的加速度 信号并无明显反应，这种超限应予删除。
? 也称作扭曲
轨道不平顺定义：复合不平顺
水平为正，轨向为负，不利情况
? 在轨道同一位置上，垂向和 横向不平顺共存时称为轨道 复合不平顺。目前主要指轨 向不平顺与水平不平顺组合 的逆向不平顺。
? 复合不平顺的计算如下：
复合不平顺＝∣X-1.5Y∣
式中: X为轨向面磨耗
? 同一轨道横截面内左右钢轨两轨距点之间的最短 距离。
? 目前轨检车检测 16mm点间距离。
轨道不平顺定义：轨向
? 钢轨内侧轨距点垂直 于轨道方向偏离轨距 点平均位置的偏差。 分左右轨向两种。
? 轨向也称作方向。
轨道不平顺定义：高低
? 钢轨顶面垂直于轨道 方向偏离钢轨顶面平 均位置的偏差。分左 右高低两种。
桥头ALD信号特征
? 轨检车通过桥时，安装在轨检 梁上的ALD传感器在通过桥两 头护轨梭头时产生感应产生一 对高电压信号，并且当ALD传 感器偏离轨检梁中心较大时 ALD还能感应到桥梁护轨产生 高电压信号。
? 护轨处ALD信号波动是由于检 测梁随转向架横向摆动引起 ALD与护轨距离变化产生的。
? 现在许多新建桥梁无护轨，这 时桥梁位置较难识别。桥头常 见的轨道不平顺超限是路桥过 渡段不均匀下沉产生的高低超 限，特别是长波长高低不平顺 超限。
? 当ALD传感器通过电 容枕时产生感应，产 生高电压信号，但持 续时间较短，当 ALD 增益调节恰当时能检 测到电容枕位置。
? 电容枕一般等间距布 置，根据电容枕位置 也可以确定轨道病害 确切位置。
曲率超高特征曲线
? 根据病害相对于曲线 距离确定轨道病害位 置。
? 按列车行进方向曲线 分左右曲线，右曲线 超高曲率均为正，即 左轨高。
超限编辑
? 在轨检车检测过程中，由于传感器、天气和数据 传输等原因产生轨道不平顺常常存在异常值，同 时由于标定误差和惯性包漂移等原因使得水平和 轨距信号产生基线偏移，影响了计算机自动超限 判断，因此在轨道检测过程中需要对异常超限进 行编辑。
? 我国轨检车目前正在使用的轨检车有 GJ-3、GJ-4、 GJ-4G 和GJ-5 型轨检车几种，不同的类型的轨检 车检测方法不同，因此出现的异常超限现象不尽 相同。随着 GJ-5型轨检车的迅速普及， GJ-5型轨 检车已成为轨道动态检测的主要工具。下面结合 GJ-5型轨检车检测波形简单介绍异常值超限编辑 方法。
车体加速度辅助判断方法
? 一般大的轨道不平顺都可能引起较大的车体加速度响应， 但受到列车速度的影响不同波长的轨道不平顺在不同速度 下引起的车体加速度也不相同。
? 一般情况高低和车体垂向加速度、轨向和车体水平加速度 相关性较好，特别是轨道不平顺波长与车体敏感波长一致 时，轨道不平顺与车体加速度能一一对应，只是相位不同。
? 实际应用时可以结合曲率和超高波形图来共同确 定轨道病害位置。
道岔区ALD信号特征
? 轨检车直向或侧向过道岔时， 安装在轨检梁上的ALD传感器 经过转辙器尖轨拉杆和导曲线 钢轨或连接部分直股连接钢轨 产生高电压信号。拉杆较细， ALD反应持续时间短，ALD信 号表现为两根小刺；导曲线钢 轨和连接部分直股连接钢轨较 粗，ALD反应持续时间较长， 同时ALD通过轨迹斜交钢轨， 因此ALD经过导曲线钢轨和连 接部分直股连接钢轨时产生等 边梯形信号曲线
? 对于可动心轨道岔，辙叉区无有害空间， 检测结果正常，一般不用编辑。
尖轨处异常轨道不平顺编辑
? 尖轨处因基本轨刨切或轨 检车通过时尖轨与基本轨 不密贴，检测轨距和一单 侧轨向波形不连续，这时 相应产生的轨距和轨向异 常超限应予删除。
? 对于9和12号道岔尖轨处 的轨距加宽量，轨检车由 于无法自动识别道岔类型 并没有消除，这种原因引 起的轨距超限应考虑实际 的轨距加宽量进行人工编 辑。
? 轨距（偏差）正负：实际轨距大于 标准轨距时轨距偏差为正，反之为 负；
? 高低正负：高低向上为正，向下为 负；
? 轨向正负：顺轨检车正向，轨向向 左为正，向右为负；
? 水平正负：顺轨检车正向，左轨高 为正，反之为负；
? 曲率正负：顺轨检车正向，右拐曲 线曲率为正，左拐曲线曲率为负；
? 车体水平加速度：平行车体地板， 垂直于轨道方向，顺轨检车正向， 向左为正；
平交道口ALD信号特征
? 平交道口处在轨道中心一 般有钢筋混凝土板和其钢 板约束，当ALD传感器从 上面经过时产生感应，产 生高电压信号。
? 平交道口日常较难维修， 因此产生空吊，道口常见 的病害是三角坑和轨距， 但有时因平交道口处因泥 土覆盖在轨距点上产生虚 假的小轨距超限。
电容枕ALD信号特征
道岔区处异常轨道不平顺编辑
? 对于固定性辙叉，轨检车通过叉心有害 空间时，钢轨实际作用边不连续，对于 图像测量方法，检测的轨距点和高低点 实际根据有害空间处翼轨计算得出，因 此轨距、水平、三角坑和一单侧钢轨高 低轨向出现尖刺，此时出现的超限在编 辑时应予删除。
? 对于GJ_4(G)型轨检车，高低仍采用接 触式测量方法，车轮通过有害空间时， 由于车轮半径较大，轨检车检测的高低、 水平和三角坑不平顺波形连续正常，这 时激光点打到翼轨上，单边轨距异常， 因此要删除该位置的轨距和一单侧轨向 不平顺超限。
其它干扰
? 对于采用图像处理轨道检测系统，因挂纸、泥沙雪等干扰 引起激光和检测图像不正常，检测波形产生异常，这种情 况为表现单侧钢轨不平顺出现异常。
? 检测梁松动也是常发生的设备故障，这种故障引起的超高 和曲率变化较明显，高低和轨向因滤波常常不易觉察。
The End
? 车体垂向加速度：垂直于车体地板， 向上为正。
轨检车地面标记识别
? 轨道上的道口、道岔、桥梁、轨距拉杆等会含有 金属部件，安装于轨检梁上 ALD传感器可以探测 到这些金属部件，其输出的信号可以和里程、轨 道不平顺同步显示在轨道检测波形图上。
? 由于道口、道岔、桥梁、轨距拉杆等会含有金属 部件大小、形状、位置不同， ALD信号反应就有 所区别。因此根据 ALD信号特征可以识别就可以 道口、道岔、桥梁、轨距拉杆位置，根据这些位 置可以方便准确地找出轨道病害的位置。
? 轨检车根据轨道动态不平顺和车 辆动态响应综合评价轨道状态。
? 新型轨检车还增加了钢轨断面、 波磨、断面磨耗、轨底坡、表面 擦伤、道床断面、线路环境监视 等项目检测。
轨道不平顺定义：轨距点
? “线规”规定实际钢轨顶面以下钢轨内侧 16mm处 轮轨接触点。
? 目前轨检车检测的是 16mm点
轨道不平顺定义：轨距
垂直磨耗
? 垂直磨耗：标准钢轨
断面宽度内侧 1/3 处
侧面磨耗 实际钢轨垂向磨耗。
? 侧面磨耗：标准钢轨
顶面以下 16mm 处实
际钢轨垂向磨耗。
? 总磨耗：垂直磨耗 +1/2侧面磨耗
轨道不平顺定义：钢轨波磨
? 波形磨耗是指钢轨顶面上 出现的波状不均匀磨耗。 按其波长分为短波（或称 波纹型磨耗）和长波（或 称波浪型磨耗）两种。