基于列车运行特性的轨道管理方法

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1、第1章引言随着中国铁路的发展，列车运行速度的提高，动车组的开行，轨道管理面临新的问题。列车运行与线路几何不平顺间的关系表现出新特点。如何充分利用轨道检测数据，成为了轨道管理的新问题。本文分析了目前轨道管理中轨道检测数据的处理方法，引入小波分析的方法将分析的焦点从峰值管理、功率谱管理集中到特定频率、特定波长的管理上，并对列车晃动和轨道几何不平顺之间的关系进行分析，最后分析了综养指数中各参数敏感性。1．1选题依据和背景情况轨道交通系统是由动力牵引、在固定线路上、按一定的运输组织运行的系统。在我国交通运输体系

2、中，铁路所完成的客、货周转量所占的比重非常大，与国民经济的发展密切相关111。轨道是铁路最基本的设施，作为一种特殊的结构物，它大多支承在密实度和弹性都很不均匀的道床和路基上，承受很大的随机列车动荷载的反复作用。与一般的工程结构物不同，支承、引导车轮运行的轨道，在机车、车辆荷载等因素的作用下，它的几何形位经常变化，从而形成各种轨道几何不平顺f2】。在工程实际中，铁路轨道除需满足强度条件外，还必须满足平顺性的要求。即使轨道各部件的应力和弹性变形都在允许范围内，但轨道的几何不平顺超过一定限度，也会影响列车的运

3、行品质。轨道的平顺性是轨道结构综合性能和承载能力的重要体现。轨道几何不平顺是轮轨系统的激振源，是引起机车车辆产生振动和轮轨动作用力的主要原因，对列车的行车安全性、平稳性、舒适性、车辆和轨道部件的寿命以及环境噪声等都有重要影响【3J。社会的不断进步，人民生活水平的稳步提高，使得铁路向着客运高速化，货运重载化两个方向发展，这就对铁路线路提出高平顺性、高稳定性和高可靠性的要求。一方面，轮轨相互作用的理论研究指出，轨道不平顺所引起的轮轨动力响应及其对行车安全性、平稳性和乘车舒适性的影响，均随着行车速度的提高而显

4、著增大。列车速度的提高，对轨道管理、轨检数据处理和养修方式提出了新的要求。主要表现为：(1)轨道不平顺各项指标的幅值控制越来越严格；(2)常规速度下可以容许大量存在的幅值不大的周期性不平顺及由水平、第1章引言轨向组合成的复合不平顺，在高速行车条件下对列车安全性和舒适性产生的影响凸显出来，必须采取措施分析定位加以控*lh(3)对于线路的薄弱地段要从细部上进行控制管理，如道岔区、拢口地段和路桥过渡段；(4)随着行车速度的提高，轨道不平顺的不利波长随之增大，由长波不平顺引起的列车振动越来越明显，影响旅客乘坐的

5、舒适性；同时列车提速对于短波不平顺更为敏感，由钢轨顶面的短波不平顺产生的高频冲击力和低频冲击力可导致轨道破坏，路基产生不均匀沉陷，各种微小的短波不平顺都是轨道几何状态恶化的根源，可能引发轮、轨、轴的断裂，也是产生噪音的根源之一。应该对长波不平顺和短波不平顺给予足够的重视，不仅要对检测数据进行频率分析，更要确定不平顺的位置加以养修。另一方面，随着旅客对乘坐舒适性要求的提高，需要一种方法来确定轨道不平顺和列车运行加速度间的关系。从而更好的指导养修工作；(5)确定综合养护的范围，消除不平顺，提高列车运行舒适性

6、。1．2文献综述高速、重载是当今铁路发展的两大趋势。高速铁路的荷载特点是轴重轻而速度高。高速行车时轨面平顺性对行车平稳与行车安全影响较大，随着列车速度的提高，不仅要保持轨面的平顺性，还要重视线路的短波不平顺和长波不平顺对行车的影响。波长小于lm的不平顺称为短波不平顺，这种不平顺主要产生行车噪声及轮重变化，由它引起的低频和高频冲击力可能导致轨道破坏，影响行车安全。波长大于20m的不平顺称为长波不平顺，这种不平顺主要影响旅客舒适性，对长波不平顺日本铁路研究较多。在高速铁路要重视长波不平顺的理论依据是旅客的乘

7、车舒适性指标和列车的蛇形运动共振的产生。重载铁路的荷载特点是轴重大、运量多。除了要重视防止轨道部件的伤损外，还要及时对线路的变形进行校正、维修，防止轨道变形和列车荷载的“恶性循环’’，保持线路的稳定性和平顺性。轨道检测数据是轨道状态的反映，因此，如何对其进行处理进而得到轨道状态全面、准确的评价及发展情况成为一个重要的问题。1．2．1轨道几何形位不平顺‘3l轨道几何形位不平顺包括高低不平顺、方向不平顺、水平不平顺、扭曲不平2第l章引言顺(三角坑)、轨距偏差及复合不平顺。(1)高低不平顺，即钢轨项面沿延长方

8、向的凹凸不平顺：(2)方向不平顺，即钢轨内侧面沿延长方向的凹凸不平顺；(3)水平不平顺，即同一横截面上左、右两轨项面的高低差；(4)扭曲不平顺，即左、右两轨项面相对于轨道平面的扭曲，用相隔一定距离的水平不平顺幅值的代数差来度量：(5)轨距偏差，即在轨顶面一下16ram处测得的两轨间最短内侧距离相对于标准轨距的偏差：(6)复合不平顺，在轨道线形的同一位置上同时出现垂向和横向不平顺时，称为复合不平顺，当存在水平、轨向不平顺逆向位组合时，对行车的