高速铁路轨道维修理论ppt课件.ppt

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1、高速铁路轨道维修理论一、轨道不平顺控制理论1、1HZ现象列车一阶自振频率在1HZ左右共振频率范围为对应于350km/h的不平顺共振波长为68.7~137.5m采用70~120m弦长对应于250km/h的不平顺共振波长为49.1~98.2m采用50~80m弦长对应于200km/h的不平顺共振波长为39.3~78.6m采用40~60m弦长对应于160km/h的不平顺共振波长为31.4~62.8m采用30~50m弦长对应于120km/h的不平顺共振波长为23.6~47.1m采用20~30m弦长对应于80km/h的不平顺共振波长为15.7~31.4m采用10~20m弦长高速铁

2、路首先要控制长波长不平顺!一、轨道不平顺控制理论1、1HZ现象钢轨为100m定尺区域沉降或软基沉降18号道岔69m连续刚构32+64+32、48+80+48路桥过渡段60m左右均是引起高速列车振动的根源!160~200km/h铁路上32m简支梁也是引起振动的根源!某车站6#道岔各项几何尺寸采用常规方法检测均在维修标准内,但是直向过岔时仍有晃车现象,采用轨检小车对道岔前后线路及岔区直股高低和方向结果如下:高低不平顺方向不平顺不平顺进行检测后发现,该道岔正好位于波长为80米的高低不平顺中,不平顺幅度约为4mm,同时还位于波长为82米的方向不平顺中,不平顺幅度约为5.5mm

3、,这就是引起该道岔晃车的主要原因。3.3m17.5m偏心矢方向传感器测定框车体长=25m受光部1受光部2受光部3Laser发光部Laser基准线轨道不平顺弦测法动态测量高速铁路轨道不平顺虚拟弦线法空间曲线检测理论2次积分器方式II2次积分器轨道不平顺轨道不平顺加速度计位移计钢轨加速度计钢轨方式I高频滤波器惯性基准法动态测量基于CPⅢ网静态绝对测量轨道空间线型建立了基于以小推大弦测法原理的静态相对测量,逆滤波法控制误差前期研发的具有静态绝对及相对测量功能的轨检仪基于惯性基准原理,检测轨道几何形位,包括等速的0号综合检测车、低速的轨检车、静态的轨检仪等。存在的问题:国内外

4、均缺少长波不平顺轨检仪静态检测效率低,不能满足我国高铁里程长的维修需求关键技术:长波长不平顺快速检测检测原理:动静拟合、动态跟踪实现快速测量;建立基于弦线倾角的曲线递推算法得到轨道空间曲线分析理论:虚拟弦长得到长波不平顺评估理论:研究考虑波长影响的轨道质量指数分析法控制理论:研究长、中、短波不平顺的最佳控制方法现场试验:优化检测系统并在现场测试验证因此,在高速道岔维护中,首先必须重视长波不平顺的检测。长波不平顺的检测,需将道岔及其前后各200米以上的区间线路视为一个独立检测单元;其次,应采用轨检小车、激光测试系统等先进的检测手段,获取长波不平顺的正确量值,有针对性地对

5、道岔几何状态进行养护控制。2、短波不平顺控制高速行车条件下,幅值微小的轨面不平顺也可能引起轮轨强烈的冲击振动,产生很大的轮轨作用力。以0.1mm低凹焊缝为例:如160km/h的轮轨作用力约为206kN,则300km/h时的轮轨作用力就已达到了490kN。由此可见:列车速度越高,各项动力学指数大致呈单调上升趋势,且增大速度较快。轨面短波不平顺不仅会引发强烈的轮轨冲击,还可导致轮重减载率下降、钢轨断裂,乃至恶性脱轨事故,在高速条件下,它还将引起很大的轮轨噪声。同时,波长短于2米的焊缝不平、轨面剥离、擦伤、波形磨耗等各种微小的轨面短波不平顺均是发展形成更大的严重不平顺、恶化

6、轨道几何状态的重要根源。当动车组以250km/h的速度直向过岔时:尖轨跟端焊接不平顺在0.2mm/m范围内,减载率不超过0.3;尖轨跟端焊接不平顺达到0.7mm/m时,减载率已超过了0.6的安全限度。焊缝不平顺为0.7mm/m时的减载率焊缝不平顺为0.2mm/m时的减载率3、轨道不平顺评估方法幅值法TQI法:需要深化考虑波长轨道谱法;科学的方法在轨道不平顺谱估计中应用1数据来源合武线麻城工务段管辖内,里程为712~729的动检数据。合武线,设计时速为250km/h,东起安徽合肥,西至湖北武汉,是我国“四纵四横”快速客运网的重要组成部分。15.3km的数据,采样间隔为0

7、.25m,总共65300个数据点,每小段取4096,重叠2048,30~31次平均包括左右轨高低、方向、轨距、水平、车体横向加速度、垂向加速度七项在轨道不平顺谱估计中应用合武线轨道谱特性高低不平顺功率谱在轨道不平顺谱估计中应用方向不平顺功率谱在轨道不平顺谱估计中应用水平、轨距不平顺功率谱在轨道不平顺谱估计中应用加速度功率谱两个峰值,竖向3.5m、32m;横向2.9m,26m4、轨道不平顺控制方法长、短、中波均要控制我国《高速铁路设计规范(试行)》中对轨道高低和方向的控制指标有三个:10m弦的正矢差、30m弦5m校核值、300m弦150m校核值。建议相

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