城市轨道交通动态检查--轨检车主要检测项目原理及危害分析
摘要：本文主要针对轨检车检查项目：水平、三角坑、高低、轨距、轨向和车体振动加速度进行检测原理及危害成因分析，对现场进行检测，掌握现场的几何尺寸，分析可能产生的原因进行及时处理并跟踪分析，来保证列车运行。

关键词：轨检车城市轨道线路危害成因
Abstract: This paper mainly for track inspection vehicle inspection items: horizontal, triangular pit, height, gauge, rail to body vibration acceleration detection theory and hazard cause analysis, on-site detection, master geometry of the scene, the analysis may producethe reasons for the timely processing and tracking analysis, to ensure that the trains run.
Keywords: urban rail, line track ,inspection car, hazard causes.
随着城市轨道交通的不断发展，动态检查密度也随着加大，动态检查已作为指导城市轨道交通线路养护维修的重要依据，因此，动态分析质量直接关系到线路养护维修优劣。

线路动态不平顺是指线路不平顺的动态质量反映，主要通过轨道检查车进行检测。

如何利用轨检车资料帮助现场找准病害及分析产生原因是技术人员分析工作的重中之重。

1、主要检测项目及性能指标
轨道检查车对轨道动态局部不平顺（峰值管理）检查的项目为轨距、水平、高低、轨向、三角坑、车体垂向振动加速度和横向振动加速度七项。

各项偏差等级划分为四级：Ⅰ级为保养标准，Ⅱ级为舒适度标准，Ⅲ级为临时补修标准，Ⅳ级为限速标准。

2、轨检车检测项目原理与分析
2.1、水平（超高）
2.1.1、水平病害的危害
水平定义为同一横截面上左右轨顶面相对所在水平面的高度差（在曲线上定义为超高）。

水平不平顺将使车辆产生侧滚振动，导致一侧车轮增载，一侧减载。

许多专家认为曲线上严重的水平不平顺，往往是引起列车脱轨的重要原因。

若轨道方向、水平两种不平顺同时存在且逆向复合时，引起脱轨的危险性更大。

水平病害不仅表现为静态的水平误差，更多的表现为因轨道存在暗坑、吊板而造成的动态水平误差。

目前，暗坑、吊板只有在轨检车动态下才能准确测得，所以应充分利用检查资料进行整治。

2.1.2、水平检测原理
原理：惯性基准原理。

在这里采用补偿加速度系统(CAS)测量水平。

利用CAS测量车体相对地垂线滚动角θc，利用位移计测量车体与轨道相对滚动角θct (车体与轮轴间的相对夹角)，二者结合计算出轨道倾角θt 。

CAS系统有六个传感器，除了曲率测量中的摇头陀螺GT ψc 、光电编码器ETV c之外，还得使用倾角计IT 来测量车体滚角低频分量，同时使用侧滚速率陀螺GT φc来测量侧滚角高频分量。

车体摇头会对倾角计IT 输出产生附加影响，摇头陀螺GT ψc 为IT 提供补偿信号，从而计算出图2中的相对地垂线滚动角θ1 。

采用左右两侧位移传感器计算出图2中的相对滚动角θ2，二者结合可以获得轨道倾角θ。

2.1.3、病害的成因分析
主要有以下几个方面：
（1）习惯做法——现场作业人员习惯将轨道做成一股高，人为造成水平偏差值。

（2）两股钢轨下沉量不一致。

（3）一股钢轨有空吊、暗坑现象。

（4）缓和曲线超高顺坡不良。

2.2、三角坑
2.2.1、三角坑病害的危害
三角坑定义为左右两轨顶面相对轨道平面的扭曲，用相距一定基长水平的代数差表示。

三角坑是引起轮轨作用力变化，影响行车平稳性的主要原因。

检查三角坑就是检测在相距一定距离的水平相差程度，整治三角坑病害，实质上就是整治水平不良的延伸。

三角坑是引起轮轨作用力变化，影响行车平稳性的主要原因。

三角坑将使转向架出现三点支承，高点会使车辆出现侧滚，产生垂直振动加速度，低点会使车轮减载，当车轮减载量与荷载量之比大于0.8时，还有脱轨的危险。

无论曲线和
直线上严重的局部扭曲不平顺都有可能引起车辆剧烈的侧滚和侧摆振动，导致脱轨系数过大而脱轨。

所以要高度重视三角坑病害的整治与预防。

检查三角坑就是检测在相距一定距离的水平相差程度，整治三角坑病害，实质上就是整治水平不良的延伸。

2.2.2、三角坑检测原理
原理：由水平测量值计算。

三角坑计算公式为：
h=(a-b)-(c-d)=Δh1-Δh2
如图4所示，其中Δh1为轨道断面Ⅰ－Ⅰ（ab）的水平值。

Δh2为轨道断面Ⅱ－Ⅱ(cd)的水平值。

h即为基长L（断面Ⅰ－Ⅰ与断面Ⅱ－Ⅱ之间距）时两轨道断面的水平差。

2.2.3、病害的成因分析
影响三角坑偏差值主要是空吊、暗坑、反撬水平、缓和曲线超高顺坡不良（直缓点、缓曲点易出三角坑）或岔心状态不良等。

2.3、高低
2.3.1、高低病害的危害
高低定义为钢轨顶面垂直于轨道方向偏离钢轨顶面平均位置的偏差。

分左、右高低两种。

轨道高低不平顺指左右轨顶面纵向起伏变化。

会增加列车通过时的冲击动力，加速轨道结构和道床的变形，对车辆设备、列车行车安全构成危害，其危害大小与高低的幅值、变化率成正比，与高低波长成反比。

对车辆影响较大的高低有三种：
（1）波长在2 m以内的高低，其特征幅值较小、波长较短，但变化率较大，对车轮的作用力也较大，如列车速度为60～110 km/h时，高低引起的激振频率接近客车转向架的自振频率，将产生很大的轴箱垂直振动加速度。

引起这种类型高低的因素主要为接头低扣、大轨缝及钢轨打塌、掉块、鞍磨等。

（2）波长在10 m左右的高低，现场较常见。

其特征幅值较大、波长较长，能使车体产生沉浮和点头振动。

如列车速度为60～110 km/h时，高低引起的激振频率接近客车车体自振频率，将产生较大的车体垂直振动。

（3）波长在20 m左右的高低，其特征是幅值较大、波长较长，能使车体产生点头振动，当车体振幅方向与高低振幅方向相同时，将使车体产生较大振动，这种高低较少，现场工作人员容易忽视。

因此，现场检查高低所用的弦绳应携带20 m，在检查时用任意弦测量。

2.3.2、高低检测原理
原理：惯性基准原理
测量左右轨高低不平顺的传感器位置图如图5所示，左右对称分布。

加速度计用于测量车体的惯性位移，激光位移传感器用于检测加速度计安装测点的车体与轴箱的相对位移，据此计算轨头表面相对于惯性空间的位移变化进行处理，即得到高低不平顺数值。

2.3.3、高低病害的成因分析
（1）扣件不紧，钢轨磨耗，加之存在暗坑、吊板等原因，会产生不均匀下沉，而造成轨面高低不平顺。

（2）高接头和低接头是造成轨道短波高低的主要原因，会增加机车车辆对轨道的冲击力，对线路的破坏性很大。

2.4、轨距
2.4.1、轨距病害的危害
轨距定义为同一轨道横截面内左右钢轨两轨距点之间的最短距离。

目前轨检车检测16mm点间距离。

标准轨轨距的标称值为1435mm。