轨道检测技术

惯性基准法原理轨检车：
• 为消除弦测法原理检测数据存在失真的影响，轨检车技术不断 更新。将惯性基准引入轨检车技术中，伴随电子技术、计算机 技术发展。采用CP-3、DCZ4、电平调节、速度里程等装置，由 PC机进行数据处理合成输出检测结果。1986年研制成功GJ-3型 轨检系统。
• 我国于1986年成功引进美国ENSCO公司的轨检设备，将激光、 伺服、陀螺、电磁、小型计算机技术引入到轨检车中。由此带 动了我国轨检车技术的进步和发展。
新增评分项目
• 轨距变化率 • 曲率变化率 • 横向（水平）加速度变化率
轨距变化率
只要满足列车通过条 件连续不变轨距小轨 距有利车辆动力性能。 轨距检测受标定误差 影响，常产生检测系 统误差。
由相隔2.5m的两点实 际测量的轨距差除以 2.5m得到。
选择2.5m主要考虑车 辆轴距和滤波。
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。
• 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。
• 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。
轨道检测技术
中国轨检车的发展史
我国自主研发轨检车
• 1953年 第一代机械式轨检车 80km/h 弦测法，用钢丝绳，三轴转向架
• 1970年 第二代TSK15型电子轨检车 100km/h 弦测法，用旋转变压器，三轴转向架
• 1985年 第三代 GJ-3型轨检车 120km/h 惯性基准原理、无接触方法，分离式
• 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。
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。
• 1996年 第四代 GJ-4型轨检车 160km/h 惯性基准原理、无接触方法、捷联式、 双微机
我国引进轨检车
1968~1991年 从美国ENSCO 公司引进轨检车 120km/h XGJ-1型轨检车
1993~1996年 美国ENSCO公 司 160km/h XGJ-1型
2001至今，美国ImageMap 160km/h、200km/h ， GJ-5型轨检车
轨距变化率直接影响 轮轨接触几何，危机 行车安全和舒适性。
曲率测量方法
曲率是以列车走行的单 位距离轨道的方向角的 变化表示。即：
db db dt db 1 Z
ds dt ds ds v v
由摇头陀螺陀螺可以测 量摇头速率
曲率变化率
• 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。
•
在引进、消化吸收的过程中，经过几年进口设备国产化的开发 研备究GJ-，4型19轨93检年车成。功研制出目前全路广泛使用的主型轨道检测设
• 为适应我国提速、高速发展需要，采用当今高新检测技术，弥 补以前轨检车的检测缺陷，将激光、图像处理、计算机网络技 术应用于轨检车，2002年引进美国Image Map公司检测设备， 成为目前技术领先、功能强大的国内一流GJ-5型轨检车。
早期的弦测法原理轨检车
• 早期轨检车利用车轮和测量轮的位移拉动钢丝绳和弹簧， 经滑轮、杠杆的导向和计算，在通过拉条带动圆珠笔实现 检测波形输出。是一种简易机械式检测车，检测项目少、 精度低。
• 中期由旋转变压器输出电压，通过电路计算和传导检测 信号，运用磁笔记录仪输出检测波形。是一种简易电气式 检测车。
• 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。
轨道不平顺定义：钢轨断面磨耗
垂直磨耗
•பைடு நூலகம்垂直磨耗：标准钢轨
断面宽度内侧1/3 处实
侧面磨耗 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
轨检车检测设备结构图
检测坐标系的定义
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；
• 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
• 同一轨道横截面内左右钢轨两轨距点之间的最短 距离。
• 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。
轨检车动态检查项目