GJ型軌檢車原理及應(yīng)用

1、GJ-5軌檢車原理及應(yīng)用GJ-5型軌檢車原理及應(yīng)用一、軌道動態(tài)檢查技術(shù)的發(fā)展變化軌道動態(tài)檢查相比靜態(tài)檢查，更準確，也更能反映線路真實情況，更能評價列車運行安全性指標，因此軌檢車一直是檢查軌道病害、指導(dǎo)線路養(yǎng)護維修、保障行車安全的重要手段。我國軌道動態(tài)檢查技術(shù)隨著計算機技術(shù)和檢測技術(shù)的發(fā)展得到迅速的發(fā)展，從二十世紀50年代的GJ-1型軌檢車發(fā)展到目前的GJ-5型軌檢車，檢測精度和可靠性大大提高。1、GJ-1型軌檢車采用弦測法，機械傳動，可以將軌距、水平、三角坑、搖晃(用單擺測量)項目的幅值繪在圖紙上，人工判讀超限并計算扣分。2、GJ-2型軌檢車仍采用弦測法，但改為電傳動，檢測項目比GJ-1型增加

2、了高低，也是需要人工判讀超限和計算扣分。我局1988-1993年使用該型車。3、GJ-3型軌檢車于80年代初期研制成功，是我國軌檢車技術(shù)的一次大飛越，采用先進的傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)和慣性基準原理，可以檢測高低、水平、三角坑、車體垂直和水平振動加速度等項目，計算機采集各檢測項目數(shù)據(jù)后，判斷超限等級并計算扣分。我局GJ-3型軌檢車(SY997737)于1994年初開始運用，是全路GJ-3型運用時間最長的，也是用得比較好的。a. 1999年我局軌檢車技術(shù)人員研發(fā)的皿型軌檢車實用軟件成果是工務(wù)部門匯總分析軌檢車檢查數(shù)據(jù)、指導(dǎo)養(yǎng)護維修線路的工具，它使軌檢車的工作效率和工作質(zhì)量得到了大大的提高，該成果達

3、到了國內(nèi)領(lǐng)先水平，于2000年通過了局級鑒定，并于2002年獲得路局科技進步三等獎。b、為了均衡地提高線路養(yǎng)護維修的質(zhì)量，我局軌檢車技術(shù)人員研發(fā)了軌道質(zhì)量指數(shù)（TQI）應(yīng)用軟件，并于2003年局工務(wù)維修會議上向各工務(wù)段推廣應(yīng)用，便于向各工務(wù)段掌握線路的動態(tài)質(zhì)量，科學(xué)指導(dǎo)線路養(yǎng)護維修，真正做到狀態(tài)修，收到了很好的效果。c、2004年我局軌檢車技術(shù)人員研發(fā)GPS（全球定位系統(tǒng)）自動校正里程系統(tǒng)，該系統(tǒng)能自動校正軌檢車里程，消除軌檢車測量的里程累計誤差，便于各段準確定位檢查病害處所，查找和整治線路病害，保證行車安全和提高線路保養(yǎng)質(zhì)量。d、2004年我局軌檢車技術(shù)人員在原GJ-3型軌道檢測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上

4、，完成軌道幾何參數(shù)變化率設(shè)計和開發(fā)，軌道幾何參數(shù)變化率大大方便線路病害的查找和整治。4. GJ-4型軌檢車。1985年我國引進美國ENSCO公司T-IO軌檢車，研制成功XGJ-1型軌檢車，并在此基礎(chǔ)上研制成功GJ-4型軌檢車。GJ-4型軌檢車采用慣性基準檢測原理，“捷聯(lián)式”系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（GJ-3型各子系統(tǒng)采用組合式）,計算機對各種誤差信號進行補償修正，并使用小型計算機集中處理全部檢測項目數(shù)據(jù)。檢測項目齊全，包括軌距、軌向、高低、水平、三角坑、車體垂直和水平振動加速度、超高、曲率、地面標志等。重的安全隱患，目前GJ-3型軌檢車已基本報廢大多GJ-4型軌檢車也進行了改造，淘汰了原用軌距伺服跟蹤測量系統(tǒng)

5、，采用和GJ-5型軌檢車一樣的激光攝像測量系統(tǒng)。GJ-4型軌檢車軌檢車原理軌檢車的檢測原理：1、軌距的檢測原理：GJ-4型軌檢車所采用的軌距檢測系統(tǒng)為激光光電伺服跟蹤軌距測量裝置。在測量梁上安裝激光光電傳感器、位移計、驅(qū)動馬達及伺服機械。當鋼軌產(chǎn)生位移，使軌距變化時，光電傳感器感受其變化并輸出相關(guān)電信號。經(jīng)調(diào)制解調(diào)器處理后，成為與軌距變化成線形比例的電壓信號，再經(jīng)過信號處理器、功放、驅(qū)動馬達使光電傳感器在伺服的推動下，發(fā)出的光束投身到左右股鋼軌頂面下16mm處（16mm處是有效位置）,跟蹤鋼軌位移。經(jīng)計算顯示軌距。（光電頭被堵住、就不能檢測軌距、同時也不檢測方向）。監(jiān)測范1415mm-1480

6、mm;+45mm、20mm"誤差為±1mm。2、曲率的檢測原理：曲率為一定弦長曲線軌道（如30米）對應(yīng)的圓心角a,即、度30m、度數(shù)大、曲率大、半徑小。反之，度數(shù)小、曲率小、半徑大。軌檢車通過曲線時、測量軌檢車每通過30米后車體方向角的變化值，計算出軌檢車通過30米后的相應(yīng)圓心角的變化值。即曲率。曲率、曲率變化率是檢測曲線圓度的波形通道、僅供參考、不作考核內(nèi)容。能正確判斷曲線正矢連續(xù)差和曲線的圓度。曲率變化率的波形通道有突變、正矢肯定不好，（50翼曲率）=正矢、如：某曲線曲率為046、正矢=50g46=23mm。在直線上存在碎彎、小方向或軌距遞減不好。3、水平的檢測原理：水

7、平為軌道同一橫斷面內(nèi)鋼軌頂面之高差。曲線水平稱為超高。GJ-4型軌檢車采用補償加速度系統(tǒng)測量水平，利用補償加速度系統(tǒng)測量車體對地垂線滾動角，利用位移計測量車體與軌道相對滾動角，二者結(jié)合計算出軌道傾角。利用兩軌道中心線間距（1500mm）計算出水平值。監(jiān)測范圍±200mm,誤差±1.5mm。4、高低的檢測原理：高低是指鋼軌頂面縱向起伏變化。GJ-4型軌檢車采用慣性基準的原理測量軌道變化的實際波型，得到高低變化的空間曲線，數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)實時采集數(shù)據(jù)的間隔距離為0.305m,同時可換算成5米、10米、20米或其它弦長之測量法測量。測量高低的傳感器除了測量曲率、水平外，另外還有2

8、個垂直加速度計。通過車體位移，計算出軌面相對慣性空間的位移變化，進行必要的處理，得到高低數(shù)值。監(jiān)測范圍±60mm，誤差±15mm。高低摸擬弦長18.6米。5、方向的檢測原理：方向指鋼軌內(nèi)側(cè)面軌距點沿軌道縱向水平位置的變化。利用左右股軌距測量裝置所測的左右股軌距變化或位移，軌距點相對縱向軌跡一軌向。監(jiān)測范圍±100mm，誤差±1.5mm。摸擬弦長18.6米。6、扭曲（三角坑）的檢測原理：扭曲反映了鋼軌頂面的平面性。如設(shè)軌頂面abcd四個點不在一個平面上，C點到abd三個點組成的平面的垂直距離h為扭曲。扭曲會使車輪抬高面懸空，使車輛產(chǎn)生3點支撐1點懸空，極易

9、造成脫軌掉道。扭曲值h為:h（a-bHc-d）hMh1mh2。hi為軌道橫斷面i-i的水平值，血2為軌道斷面n-n的水平值，"h2為基長L（斷面II與斷面n-n之間距）時兩軌道斷面的水平差。水平已經(jīng)測出，所以只要按規(guī)定基長取兩斷面水平差即可計算出扭曲值。二GJ-5型軌檢車檢測原理簡介2002年我國從美國IMAGEMAP公司引進GJ-5型軌檢車。GJ-5型軌檢車仍然采用慣性基準測量原理，但引入了全新的激光攝像測量、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，包含軌道幾何測量系統(tǒng).車體振動加速度測量系統(tǒng).GPS里程自動修正系統(tǒng)，環(huán)境監(jiān)視系統(tǒng)等。軌道幾何測量系統(tǒng)包含軌距、軌向、高低、水平、三角坑、超高、曲率等項目，

10、車體振動加速度測量系統(tǒng)包含車體垂直加速度和水平加速度兩個項目。根據(jù)新的軌道動態(tài)管理標準，GJ-5型軌檢車在原有項目上増加了高低、軌向長波長（70m）軌距變化率、曲率變化率和卑IDE”。M肆OISSSN3eHSISESEEsFS1SSESJnu1JIN理swm%mi崔»$齡羊犠曽ffillps蠱卅屁gffi兇超雖盅HK利s<麗IBsfBPwwnlio程s.9普Ed旺曄漏虐flu星管(s田)蛉«川.s需s純蠱WSSSISWM_IS«Tzk宦孑別庭凹in雷¥當ml葩目盤.履HPHlooom、B1»IB。9“嘗4ftw番關(guān)嘀卻(Bpmm鳥)ssp

11、lpttnso25mWilssosBffidlrw床sf18m«sisiw_8SB三、軌道檢測基本知識1、超限峰值的摘取從超過一級再回到一級算一處超限。最大峰值作為超限峰值，達到最大峰的里程為超限里程，超限長度為達到一級點與再回到一級點之間的距離。超限峰值摘取2、軌檢車各檢測項目正號定義如下：（1）、軌距（偏差）正負：實際軌距大于標準軌距時軌距偏差為正，反之為負；（2）、高低正負：高低向上為正，向下為負；（3）、軌向正負：順軌檢車正向，軌向向左為正，向右為負；（4）、水平正負：順軌檢車正向，左軌高為正，反之為負；（5）、曲率正負：順軌檢車正向，右拐曲線曲率為正，左拐曲線曲率為負；6）

12、、車體水平加速度：平行車體地板，垂直于軌道方向，順軌檢車正向，向左為正；7）、車體垂向加速度：垂直于車體地板，向上為正。3、靜態(tài)和動態(tài)軌道不平順的關(guān)系（1）靜態(tài)軌道不平順無輪載作用時，人工或輕型測量小車測得的不平順通常稱為靜態(tài)不平順。靜態(tài)不平順不能如實反映暗坑、空吊板、剛度不均勻等形成的不平順，往往只能部分反映道床路基不均勻殘余變形積累形成的不平順。靜態(tài)不平順只是軌道不平順部分的、不確定的表象。（2）動態(tài)軌道不平順用軌檢車測得的在列車車輪荷載作用下才完全顯現(xiàn)出來的軌道不平順通常稱為動態(tài)不平順。真正對行車安全，輪軌作用力，車輛振動產(chǎn)生實際影響的軌道不平順是動態(tài)不平順。因此，軌道不平順的各種監(jiān)控管

13、理標準，尤其是安全管理標準，大多是依據(jù)動態(tài)不平順來制定。3）靜態(tài)和動態(tài)軌道不平順的差異通常情況下，同一地段動態(tài)不平順與靜態(tài)不平順的波形，往往有較大差異。暗坑、吊板越多，不良扣件越多，道床密實度越不均勻，差異越大。動態(tài)不平順的幅值越大，靜態(tài)和動態(tài)軌道不平順的差異也越大。起道搗固、撥道作業(yè)的質(zhì)量越好、越均勻，靜態(tài)和動態(tài)軌道不平順的差異越小。具有高平順性的高速鐵路，靜態(tài)和動態(tài)軌道不平順的差異較一般軌道小。無碴軌道靜態(tài)和動態(tài)軌道不平順的差異較小。（4）動、靜態(tài)不平順幅值間的關(guān)系動、靜態(tài)不平順幅值一般不存在一一對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系。通過大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，可以得出以下結(jié)論：一個靜態(tài)值可以對應(yīng)一組動態(tài)值。同樣一個

14、動態(tài)值也可能對應(yīng)一組靜態(tài)值。相同軌道結(jié)構(gòu)、不同種類的軌道不平順，動、靜態(tài)幅值之間的差異和相互關(guān)系各不相同。、GJ-5型軌檢車在維修養(yǎng)護工作中的應(yīng)用1、數(shù)據(jù)資料目前GJ-5型軌檢車提供如下數(shù)據(jù)資料：一、四級超限資料，曲線摘要，公里小結(jié)，區(qū)段匯總簡要，區(qū)段匯總表，軌道質(zhì)量指數(shù)（TQI）以及波形文件等詳細文件名及內(nèi)容如下表：文件名CLASS1htmlCLASS2htmlCLASS3_4htmlCLASS_OTHERhtmlCURVEShtmlKMSUMMARYhtmlPGPhtmlSECSUMMARYhtmlTQI.html*.IIC*.STE文件內(nèi)容一級超限資料1二級超限資1、四g級超限資料其他k

15、超限資料1曲線摘要公里小結(jié)區(qū)段2匯總簡要區(qū)段匯總表軌道質(zhì)量指數(shù)無關(guān)文件，無法打開波形文件1）、超限資料：記錄所選區(qū)段所有超限，CLASS1、CLASS2、CLASS3_4三個文件中只包含軌距、軌向、高低、水平、三角坑、車體垂直加速度、車體水平加速度，其他類型超限存放在CLASS_OTHER中。超限資料是查找和消滅線路病害，確保行車安全和指導(dǎo)養(yǎng)護維修線路的極為重要的數(shù)據(jù)。（2）、曲線摘要：記錄了所選區(qū)段所有曲線實測資料，包含曲線平均半徑、平均加寬、平均超高以及用75mm欠超高計算出的最高允許速度、限制該速度的極限點里程、半徑、超高等數(shù)據(jù)資料。結(jié)合波形圖，有助于計算、設(shè)置曲線超高和整治曲線病害。（

16、3）、公里小結(jié)表：記錄了所選區(qū)段所有公里小結(jié)，用來評定和分析線路質(zhì)量。（4）、區(qū)段匯總簡要：記錄了所選區(qū)段簡要匯總情況。（5）、區(qū)段匯總表：所選區(qū)段詳細匯總表。（6）、軌道質(zhì)量指數(shù)：記錄了所選區(qū)段所有軌道質(zhì)量指數(shù)，超限一列有感嘆號表示這200米TQI超過管理值或者某一單項超過管理值。GJ-5型軌檢車TQI數(shù)據(jù)格式與GJ-3型不同，我們原來使用的TQI管理軟件已不能使用。以上文件都是超文本文件，也就是網(wǎng)頁文件，可以用IE瀏覽器和WORD打開建議用EXCEL打開并另存為EXCEL文件，便于以后匯總統(tǒng)計和分析。2、波形圖查看及分析（1）、波形圖查看工具的使用軌檢車提供的*.ste文件是波形文件，采用

17、部檢測中心提供的專用看圖軟件（波形查看工具IAE）打開瀏覽，波形圖各項目零線以上為正。L：（2）、軌檢車地面標志識別軌道上的道口、道岔、橋梁、軌距拉桿等含有金屬部件，安裝于軌檢梁上的地面標記傳感器（ALD）可以檢測到這些金屬部件，輸出的信號可以和里程、軌道不平順同步顯示在軌道檢測波形圖上。由于道口、道岔、橋梁、軌距拉桿等含有金屬部件大小形狀、位置不同，ALD信號響應(yīng)不同。因此根據(jù)ALD信號特征可以識別道口、道岔、橋梁、軌距拉桿位置。a、道岔（圖）b、橋梁（圖）c、道口（圖）（3）、如何結(jié)合波形圖查找現(xiàn)場病害平時我們到現(xiàn)場查找病害都是使用絕對里程定位，即根據(jù)軌檢車提供的里程到現(xiàn)場查找病害，由于軌檢車里程存在累計誤差，往往找不到。我們可以通過相對定位來查找病害，根據(jù)波形圖地面標志，可以方便地識別道岔、橋梁、電容枕、道口，根據(jù)曲率和超高，也可以很容易定位曲線起、終點、緩和曲線、圓曲線。再