轨道几何动态检测超限值准确性试验研究

2021-08-08王琰齐庆海孙广辉

铁道建筑 2021年7期

王琰齐庆海孙广辉

1.中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所，北京100081；2.中国铁路郑州局集团有限公司，郑州450052

轨道几何动态检测基于轨道检查车实现与运营列车等速检测功能，是线路日常状态检测和新线联调联试的重要技术手段。GJ-6型轨道几何检测系统［1-4］具有中国自主知识产权，用于动态检查轨道几何状态，评定线路质量，指导线路养护维修。动态检测数据的准确性是评定轨道几何检测系统合格的重要指标。基于统计学的不确定度和准确度分析方法［5］，以动态检测数据为统计样本，可以有效地分析轨道几何检测系统检测区段的准确度和重复性。

本文基于GJ-6型轨道几何检测系统对国内某线路进行动态检测，根据动态检出超限值设计地面复核试验，在轨道结构方面分析动态检测与静态测量的可能差异，从局部超限值评定轨道几何检测系统检出超限值的准确性。

1 轨道几何动态检测原理

GJ-6型轨道几何检测系统基于激光摄像［6］、惯性基准原理，使用激光摄像组件测量钢轨相对于检测梁的横向和纵向位移；采用惯性基准原理，通过加速度计、陀螺等多种惯性传感器测量车体和检测梁的姿态变化。传感器将需要检测的位移、速度、加速度等物理量转换为相应的模拟电信号，经过放大和模拟滤波处理后输入到数据采集和处理计算机。该计算机对输入的模拟信号进行数字转换、存储、滤波、修正以及补偿处理，经过综合运算，合成得到所需的轨道几何参数，并按照一定的检测标准摘取超限数据，输出统计报表，实时显示及存储轨道几何波形图。

2 轨道几何动态检测试验

轨道几何动态检测在客观上会受到检测设备状态、传感器标定［7-9］、环境因素等的影响。本次动态检测试验严格按照规定［10-11］检查检测设备的状态以及传感器的标定结果，试验前期分析传感器标定结果良好，设备状态运行正常。

在国内某线路进行动态检测试验，动态检出超限值4处，其中下行线3处、上行线1处，见表1。基于里程定位信息，随即在线路上进行地面复核试验。

表1 动态检出超限值

3 地面复核试验及分析

根据动态检出超限值进行地面复核试验，从轨道结构方面分析动态检测和静态检测的可能差异，从局部超限值评定轨道几何检测系统检出超限值的准确性。基于上述超限检出结果，对里程K9+959、K8+527、K3+164进行地面复核试验。

3.1 里程K9+959处

动态检出里程K9+959处右轨向8.17 mm超限波形如图1所示。从波形图上测量，该处超限位于里程K9+960的曲线位置。

图1 里程K9+959处动态检出超限波形

地面复核时，由曲线圆缓点圆曲线侧5 m处开始排查。该曲线为大里程至小里程方向的右曲线，现场利用10 m弦绳，间隔4个枕木间距（约2.5 m），从圆曲线向缓和曲线方向测量下股（右侧）外侧正矢。现场共测量了6个点，按顺序依次编号A1—A6。测量结果见表2。

表2 里程K9+959处地面测量正矢值

经现场分析，A1、A2测点应位于圆曲线内，A3测点为圆缓点，A3—A6测点间存在2‰方向顺坡率。从表2可以看出，A3、A4测点连续正矢差为7 mm，A2、A4测点正矢差为6 mm。确定A3测点为超限位置，现场里程为K9+970。对于此处右轨向超限，动静态测量值相差1 mm，峰值位置相差10 m，项目对应正确，数据误差在合理的可控范围之内。

3.2 里程K8+527处

动态检出里程K8+527处三角坑-10.39 mm、水平-13.08 mm超限波形如图2所示。从波形图上测量，该处超限分别位于里程K8+530和K8+520的曲线位置。

现场发现缓圆点小里程方向距离约5 m处有一人防工程隔离门，缓圆点位置有自动涂油装置。地面复核时，从距离人防工程隔离门小里程位置约6 m处开始排查。间隔2个枕木间距（1.2 m）测量一次水平值。现场共测量了10个点，按顺序依次编号B1—B10。测量结果见表3。

经现场分析，B1—B4测点位于缓和曲线，并存在2‰超高顺坡率；B8—B10测点位于圆曲线内，水平值均为122 mm；B4—B8测点间也存在2‰超高顺坡率，而这几个测点连续水平值之差最大达到14 mm，去除8 mm超高顺坡量，依然存在6 mm不平顺。可以确定B4—B8测点为超限位置，现场里程为K8+529。对于此处超限，动静态测量值水平相差1 mm，三角坑相差3 mm，峰值位置相差2 m，项目对应正确，数据误差在合理的可控范围之内。