轨道状态检测
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第3页 共 20 页
基础设施检测研究所
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn
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
2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
第10页 共 20 页
水平为正，轨向为负，不利情况
2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
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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
轨道状态检测
刘秀波
电话：13911234085 E-mail：xbliu@rails.com.cn 2007年12月28日
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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。 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。
第11页 共 20 页
2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
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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。 第12页 共 20 页 基础设施检测研究所
弦测法（日本、意大利等）
弦测法基准梁
l
a
f1 x1
b
f2
f3
轨道不平顺
x2
x3
轨道不平顺基准
2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
第17页 共 20 页
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惯性基准法
• 轨道的高低不平顺等于质 量块的垂向运动z和质量块 与钢轨间相对位移h之差。 y = z -h • 质量块在惯性空间的垂向 运动z，可以用由加速度计 检测的加速度a经过二次积 分得到； h 可以用位移传 感器得到。
第9页 共 20 页
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轨道不平顺定义：复合不平顺
• 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为轨向不平顺值； Y为水平不平顺值。
2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
第27页 共 20 页
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钢轨顶面不平顺检测设备（3） 德国BENTTEC公司激光图像测量方法
2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
第28页 共 20 页
ห้องสมุดไป่ตู้
第4页 共 20 页
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轨道不平顺定义：轨距
• 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。
2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
第5页 共 20 页
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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。 • 可以分别按不同弦长 的正矢和不同波长范 围的空间曲线输出。
2010年5月30日Sunday
轨道检测
• 检测方式主要分为： 弦测法 惯性基准法 弦测与惯性相结合方法 • 高低和轨向输出方式： 正矢（10，20，40m） 空间曲线（~25m，~70m，~150m，~200m）
2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
第14页 共 20 页
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xi (ui2 + vi2 ) yi (ui2 + vi2 )
]
T
(11)
第24页 共 20 页
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实测轨道不平顺
2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
第25页 共 20 页
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i
0 0 0 xi yi 1 xi vi yi vi
a1 a2 a3 b1 b2 − xi vi − yi vi b3 − xi2 (ui2 + vi2 ) − xi yi (ui2 + vi2 ) c1 − xi yi (ui2 + vi2 ) − yi2 (ui2 + vi2 ) c2 − xi2ui − xi yiui − xiui − xi2vi − xi yi vi − xi yiui − yi2ui − yiui − xi yi vi − yi2vi
基础设施检测研究所
第7页 共 20 页
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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。
2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
第23页 共 20 页
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基于图像测量的处理方法
2010年5月30日Sunday
[ yu u xv yv v 基础设施检测研究所
= xiui
i i i i i i i
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钢轨顶面不平顺检测设备（4）
• 轴箱加速度二次积分方法，使用该方法的国家有英国、荷 兰、澳大利亚、日本、法国
Gauge Point 14 mm under Rolling Plane
Track Gauge
2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
第22页 共 20 页
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轨道几何检测设备（5） DB激光三角测量方法
基础设施检测研究所
第6页 共 20 页
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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。 可以分别按不同弦长的正矢 和不同波长范围的空间曲线 输出。
•
2010年5月30日Sunday
xi2 xi yi xi 0 0 0 x 2u i i xi yiui
xi yi yi2 yi 0 0 0 xi yiui yi2ui
xi yi 1 0 0 0 xiui yiui
0 0 0 xi2 xi yi xi xi2vi xi yi vi
0 0 0 xi yi yi2 yi xi yi vi yi2vi
钢轨顶面不平顺检测设备（1） ENSCO公司伺服机构三点弦激光测量系统
2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
第26页 共 20 页
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钢轨顶面不平顺检测设备（2） 意大利TECNOGAMMA公司激光图像弦测法
2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
第18页 共 20 页
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轨道几何检测设备（1） 美国KLD LABS公司
2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
第19页 共 20 页
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2010年5月30日Sunday
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地面标记ALD
2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
第13页 共 20 页
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轨道几何检测设备（2） 美国IMAGEMAP 公司
2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
第20页 共 20 页
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轨道几何检测设备（3） 美国 ENSCO 公司
2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
第21页 共 20 页
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轨道几何检测设备（4）
意大利MERMEC公司弦测法
Laser Beam
Rolling Plane Calculated from Real Rail Profiles
第2页 共 20 页
• •
2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
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•
轨检车检测项目正号定义
• • • • • • •
2010年5月30日Sunday
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。
弦正矢和空间曲线
2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
第15页 共 20 页
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空间曲线
2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
第16页 共 20 页
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2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
第8页 共 20 页
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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。 • 也称作扭曲
2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
基础设施检测研究所
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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
2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
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水平为正，轨向为负，不利情况
2010年5月30日Sunday
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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
轨道状态检测
刘秀波
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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。 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。
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基础设施检测研究所
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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。 第12页 共 20 页 基础设施检测研究所
弦测法（日本、意大利等）
弦测法基准梁
l
a
f1 x1
b
f2
f3
轨道不平顺
x2
x3
轨道不平顺基准
2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
第17页 共 20 页
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惯性基准法
• 轨道的高低不平顺等于质 量块的垂向运动z和质量块 与钢轨间相对位移h之差。 y = z -h • 质量块在惯性空间的垂向 运动z，可以用由加速度计 检测的加速度a经过二次积 分得到； h 可以用位移传 感器得到。
第9页 共 20 页
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轨道不平顺定义：复合不平顺
• 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为轨向不平顺值； Y为水平不平顺值。
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基础设施检测研究所
第27页 共 20 页
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钢轨顶面不平顺检测设备（3） 德国BENTTEC公司激光图像测量方法
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基础设施检测研究所
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ห้องสมุดไป่ตู้
第4页 共 20 页
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轨道不平顺定义：轨距
• 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。
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基础设施检测研究所
第5页 共 20 页
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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。 • 可以分别按不同弦长 的正矢和不同波长范 围的空间曲线输出。
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轨道检测
• 检测方式主要分为： 弦测法 惯性基准法 弦测与惯性相结合方法 • 高低和轨向输出方式： 正矢（10，20，40m） 空间曲线（~25m，~70m，~150m，~200m）
2010年5月30日Sunday
基础设施检测研究所
第14页 共 20 页
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xi (ui2 + vi2 ) yi (ui2 + vi2 )
]
T
(11)
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实测轨道不平顺
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i
0 0 0 xi yi 1 xi vi yi vi
a1 a2 a3 b1 b2 − xi vi − yi vi b3 − xi2 (ui2 + vi2 ) − xi yi (ui2 + vi2 ) c1 − xi yi (ui2 + vi2 ) − yi2 (ui2 + vi2 ) c2 − xi2ui − xi yiui − xiui − xi2vi − xi yi vi − xi yiui − yi2ui − yiui − xi yi vi − yi2vi
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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。
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基础设施检测研究所
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基于图像测量的处理方法
2010年5月30日Sunday
[ yu u xv yv v 基础设施检测研究所
= xiui
i i i i i i i
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钢轨顶面不平顺检测设备（4）
• 轴箱加速度二次积分方法，使用该方法的国家有英国、荷 兰、澳大利亚、日本、法国
Gauge Point 14 mm under Rolling Plane
Track Gauge
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轨道几何检测设备（5） DB激光三角测量方法
基础设施检测研究所
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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。 可以分别按不同弦长的正矢 和不同波长范围的空间曲线 输出。
•
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xi2 xi yi xi 0 0 0 x 2u i i xi yiui
xi yi yi2 yi 0 0 0 xi yiui yi2ui
xi yi 1 0 0 0 xiui yiui
0 0 0 xi2 xi yi xi xi2vi xi yi vi
0 0 0 xi yi yi2 yi xi yi vi yi2vi
钢轨顶面不平顺检测设备（1） ENSCO公司伺服机构三点弦激光测量系统
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钢轨顶面不平顺检测设备（2） 意大利TECNOGAMMA公司激光图像弦测法
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轨道几何检测设备（1） 美国KLD LABS公司
2010年5月30日Sunday
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第19页 共 20 页
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地面标记ALD
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基础设施检测研究所
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轨道几何检测设备（2） 美国IMAGEMAP 公司
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基础设施检测研究所
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轨道几何检测设备（3） 美国 ENSCO 公司
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轨道几何检测设备（4）
意大利MERMEC公司弦测法
Laser Beam
Rolling Plane Calculated from Real Rail Profiles
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轨检车检测项目正号定义
• • • • • • •
2010年5月30日Sunday
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。
弦正矢和空间曲线
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空间曲线
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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。 • 也称作扭曲
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