随着列车运营速度的提高,对行车安全及旅客舒适度要求越来越高,我们不仅要加强静态检查,更要重视动态检查。随着社会科学技术的不断发展和进步,检测技术以及计算机技术也得到了快速发展,从而也推动了轨道检查车、车载线路检查仪、人工便携式添乘仪的发展,在进行轨道检测的时候其可靠性和精度也得到了一定程度的提高。轨道检查车是检查列车运行下铁路轨道动态几何状态,查找轨道病害,评定线路动态质量,指导线路维修的动态检查设备,其作用是通过动态检查从轨检车数据中(包括文字资料和波形图资料)掌握线路局部的不平顺(峰值管理),线路区段整体不平顺(均值管理)的动态质量,对线路养护维修进行工作指导,对铁路工务部门工作质量进行有效评定,从而实现用数据指导维修的科学化维修模式。在对线路的维修质量提高的过程当中,轨检车检测数据能够提供比较科学和合理的依据。但是在实际的工作当中,轨检车数据对线路进行指导维修的作用还没有能够真正的发挥出来。人们只注重于检测的成绩,而对于利用轨检车数据对线路进行指导维修还不够重视,没有真正利用数据对线路进行指导维修,需对此进行探讨和分析。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄧󠄞󠄥󠄩󠄞󠄢󠄣󠄧󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
1 利用动态检测数据分析晃车产生原因
1.1 轨检车数据的应用
1.1.1 轨道多波复合不平顺时产生晃车
轨道多波复合不平顺是指在同一里程位置同时有2个或2个以上病害复合一起,这种病害的特点是幅值较小、波长短、变化率较大,对列车冲击力作用力较大。多波复核不平顺叠加起来产生很大的激振频率,当接近列车转向架自振频率时发生共振,引起晃车。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄧󠄞󠄥󠄩󠄞󠄢󠄣󠄧󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
图1是中国铁路总公司动检车检测某线上行K1023+250~+450地段的多波不平顺波形图。通过波形图可以直观地看到该处垂向加速度和水平加速度峰值之所以很大,是由于对应位置的轨向、高低、超高(水平)、轨距不良四个因素复合在一起的综合反映,是典型的轨道多波复合不平顺导致的晃车。而垂向加速度和水平加速度峰值大,无论是车载式线路检查仪、人工便携添乘仪,还是人体感觉上必然有所反应。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄧󠄞󠄥󠄩󠄞󠄢󠄣󠄧󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

1.1.2 70m范围内有多波轨道不平顺时产生晃车
70m范围内多波不平顺理论是列车提速到160km/h以后提出的。时速160km的列车走行70m所用的时间为1.6s,在这一时间内,车体状态的变化使人会有明显的感觉,并产生不舒适感。因而列车提速后,70m范围内多波不平顺引起人们的重视。70m范围内多波不平顺病害产生的振动叠加,形成高低组合病害时加剧车体的振动。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄧󠄞󠄥󠄩󠄞󠄢󠄣󠄧󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
图2是中国铁路总公司动检车检测某线上行K895+500~K896+700直线地段轨道不平顺波形图。通过波形图可知,该处垂向加速度变化幅度之所以大,是由于对应位置存在连续的左右高低。而垂向加速度变化幅度大,人体必然有超重或失重的感觉。也就是说该处晃车点是由连续高低引发的。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄧󠄞󠄥󠄩󠄞󠄢󠄣󠄧󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

此外,由连续小轨向引发的晃车在现场也比较常见。一般情况下,直线地段单一轨向不会晃车,但如果存在连续轨向,即使数值不大,不超过4mm,列车高速运行时也会加剧车体的蛇行运动,产生明显的舒适度不良感。尤其是动车组,由于减振性能好,对线路高低反应不敏感,但对这种连续小轨向则反应非常敏感。通过长期数据积累分析,人工添乘仪水平加速度的Ⅱ级超限数量要占90%左右,垂向加速度的Ⅱ级超限数量仅占10%左右。
1.2 车载线路检查仪数据的应用
1.2.1 影响车体垂向加速度的原因
影响机车车体垂向振动加速度的原因有轨道几何尺寸不良(如高低不平顺、连续小高低、轨面波浪形磨耗、不良焊头等)、接头整体状态不良(如大轨缝、轨头掉块、轨枕失效、马鞍形磨耗、上下错牙、空吊低塌等)、道床弹性严重不良或不均匀地段(如板结、翻浆冒泥、桥梁两端、道口及道口两端、隧道、新老路基结合部、木枕与混凝土轨枕连接处、路堤与路堑连接处等)及多种病害的叠加。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄧󠄞󠄥󠄩󠄞󠄢󠄣󠄧󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
(1)轨道几何尺寸不良,特别是轨面的短波不平顺,会引起机车的跳动,危急行车安全。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄧󠄞󠄥󠄩󠄞󠄢󠄣󠄧󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
(2)接头整体状态不良、道床弹性严重不良或不均匀地段都会增加轮轨间的动荷载,引起机车的剧烈晃动。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄧󠄞󠄥󠄩󠄞󠄢󠄣󠄧󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
1.2.2 影响车体水平加速度的原因
影响机车车体水平振动加速度的原因有钢轨硬弯,接头支嘴,轨距及轨距变化率不良,曲线、道岔区连续小方向,钢轨直线区段交替不均匀磨耗,水平和轨向的逆向复合不平顺,曲线超高设置不正确(如欠超高、过超高),线路结构状态不良(如轨枕失效、轨底橡胶垫板压溃、扣件缺少、松动或扣件扭力不均匀、翻浆冒泥等)及多种病害的叠加。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄧󠄞󠄥󠄩󠄞󠄢󠄣󠄧󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
(1)如果线路水平状态不良,机车车辆的重心来回改变,从而使两股钢轨所受的冲击力不同。当速度提高时,轮轨作用力加大,导致钢轨挠度增加,促使水平不平顺加大。如果遇到轨距及轨距变化率不良时,就会导致列车做剧烈的蛇行运动,晃车剧烈,如图3所示。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄧󠄞󠄥󠄩󠄞󠄢󠄣󠄧󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

(2)对于客货混跑的线路,超高的设置与速度的平方成正比,与半径成反比,然而列车通过某一曲线的速度各不相同,因此所设的超高不可能适应每一趟列车,普遍存在过超高或欠超高现象。提速后,一些旅客列车的运行速度往往接近线路最高允许通过速度,即使曲线状态良好,当列车以最高速度通过曲线时,理论上也将出现未被平衡的离心加速度,列车运行到曲率变化点时(直缓、缓圆点)水平加速度发生变化,列车也会产生晃车现象。
(3)直线段钢轨的交替不均匀侧磨。机车车辆在行驶中,由于轮轨间设置了9mm的游间,轮对踏面又为锥形,因此理论上轮对在构造上就存在蛇行运动。当蛇行运动与线路的弹性不平顺、轨道几何尺寸不平顺等不利因素耦合时,列车就十分容易在同一地段发生同形态的蛇行运动,在线路通过一定运量后,便逐渐出现钢轨交替不均匀侧磨。轮对蛇行运动时,车轮轮缘是贴靠在侧磨一侧作用边,如果磨耗幅值大而车速又高,势必产生剧烈地晃车,如图4所示。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄧󠄞󠄥󠄩󠄞󠄢󠄣󠄧󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮

(4)逆向位复合不平顺。在线路的同一位置上同时存在高低、水平与轨向、轨距在一起的病害称为轨道复合不平顺。复合不平顺的组合有多种形式,当存在逆向位复合不平顺时,列车速度较高时将引起较大的晃车。
(5)轨枕失效、翻浆冒泥都会增加轮轨间的动力响应,加剧钢轨的外挤,特别是机车高速运行时,会引起机车的剧烈晃动。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄧󠄞󠄥󠄩󠄞󠄢󠄣󠄧󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
(6)扣件缺失、扭力不均匀。列车通过时,在动荷载的作用下,钢轨会向两侧发生不均匀的弹性挤开,列车速度较高时也会引起较大的晃车。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄧󠄞󠄥󠄩󠄞󠄢󠄣󠄧󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
2 依据动态检测数据分析结果整治晃车
2.1 依据动检车数据进行整治
(1)轨检车检测资料的地点往往与现场位置有偏差,这要求工作人员在查找病害之前通过轨检车图幅中的ALD地面标志物,与线路综合图进行比对,找出准确的超限地点,现场病害一般都产生在轨检资料中的极点位置,也就是轨检车检测报告中的超限地点。到现场核对前,在图纸上做好标记,写出轨号。核对时,先用轨检图上的地面标志(ALD)与现场的道岔、道口、桥梁等设备位置进行核对,找出现场位置与图纸标注里程的偏差,根据校正后的里程位置进行查找病害。
(2)要根据不同速度情况下的轨向偏差与波长来制定维修作业方法,对于50m范围内连续2~3mm的轨向偏差在短时间内形成的频率和列车自身频率接近时,就会产生共振,造成晃车。要转变作业观念,日常作业和检查时,要及时消灭50m范围的成段小轨向偏差。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄧󠄞󠄥󠄩󠄞󠄢󠄣󠄧󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
(3)对复合病害要采取先拨道再起道垫板的方法进行整治。对于复合病害,要先整治几何尺寸误差大的病害,再整治几何尺寸小的病害。避免产生轨向与水平的逆向复合不平顺。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄧󠄞󠄥󠄩󠄞󠄢󠄣󠄧󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
(4)对轨向采取先拨后改的方法。对大于3mm的轨向采取拨道方法,对小于3mm的轨向可采取改道方法进行,拨道后应及时夯拍道床。直线钢轨不均匀磨耗小于6mm的可以通过改道作业,改善轨距变化率,减小机车蛇行运动的幅度,同时在控制晃车的同时,有利于减缓钢轨交替不均匀磨耗的发展;在大于6mm磨耗的地段可以采取调边措施,但是调边后要对病害出现地段进行综合起道捣固作业,从根源上控制晃车。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄧󠄞󠄥󠄩󠄞󠄢󠄣󠄧󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
2.2 依据车载线路检查仪数据进行整治
2.2.1 转变观念,改变维修作业的方式
作业要各项目进行综合考虑,如捣固要注意水平幅值及水平变化率,确保作业质量达标,并观察动态轨面、轨向及结构的变化,改道要注意轨距变化率、方向,同时要做好线岔的结构修理工作,质量上必须按《铁路线路修理规则》规定的要求,符合各项作业标准。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄧󠄞󠄥󠄩󠄞󠄢󠄣󠄧󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
2.2.2 改变设备检查的思路
现场静态检查时,不仅要检查轨道几何尺寸,还要检查结构病害(如失效轨枕、扣件状态、磨耗、不良焊头、硬弯、翻浆冒泥);不仅要注重静态检查,还要重视动态检查(空吊、暗坑等);对多种病害的同时存在要引起重视,尤其是轨向、水平的逆向位复合不平顺,同时还要核查一下前、后撬之间病害的组合情况(如50m范围内的连续小方向、小高低、水平、轨距的变化率等)。曲线要加密检查,增加副点,要加密量取,以确保曲线的圆顺;同时确保轨距变化率和超高顺坡率符合要求,要重视动、静态设备的检查工作。󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄧󠄞󠄥󠄩󠄞󠄢󠄣󠄧󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮
原文出处:《线路常见病害预防与整治》中国铁道出版社󠄐󠄹󠅀󠄪󠄡󠄨󠄠󠄞󠄡󠄥󠄩󠄞󠄣󠄢󠄞󠄢󠄠󠄥󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄡󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄾󠅑󠅝󠅕󠄪󠄡󠄣󠄢󠄧󠄩󠄡󠄩󠄧󠄩󠄧󠄩󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠄹󠅀󠄪󠄣󠄞󠄡󠄤󠄧󠄞󠄥󠄩󠄞󠄢󠄣󠄧󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠄐󠅅󠄹󠄴󠄪󠄾󠅟󠅤󠄐󠄼󠅟󠅗󠅙󠅞󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮󠇘󠆭󠆘󠇙󠆝󠅵󠇗󠆭󠆁󠄐󠇗󠅹󠅸󠇖󠆍󠅳󠇖󠅹󠅰󠇖󠆌󠅹󠄬󠅒󠅢󠄟󠄮