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：
4
1 0
3
高低不平顺/mm
方向不平顺/mm
-50 0 50 100 150
-1 -2 -3 -4 -5 -50 0 50 100 150
2
1
0
-1
岔枕号
全列 空车
26026 43798 1.7 0 0 0 0 43798 ∝ 26026 0 0 0 0 0 45468 9374 0.2 45468 0 0 0 9374
全列 重车
96049 161640 1.7 0 0 0 0 161640 ∝ 96049 0 0 0 0 0 167801 34595 0.2 167801 0 0 0 34595
1 0 -1 -2
0
20
40
60 岔枕号
80
100
武广线水平调整实例
二、轮轨关系控制
1、轮轨关系的重要性 影响行车安全性
影响行车平稳性
表现形式
光带不良：轨底坡、踏面轮廓
道岔降低值不良 基本理论： 竖向为赫兹接触 蠕滑理论 曲线通过理论；2000m以下轮缘导向、5000m以下蠕滑导向、5000m 以上轮径差导向
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。
1.6
30
竖向不平顺/mm
横向不平顺/mm
1.2
TB踏面 LM踏面 LMA踏面
20
0.8
TB踏面 LM踏面 LMA踏面
10
0.4
0
0.0 0 2 4 6 8 10
-10 0 2 4 6 8 10
至尖轨尖端距离/m
至尖轨尖端距离/m
转辙器部分竖向不平顺
转辙器部分横向不平顺
经过上述研究，我国高速道岔采用了 特有的缩短轮载过渡范围设计，轮轨过渡 范围由过去常规的顶宽20~50mm缩短至顶 宽15~40mm。这种创新设计与德国道岔 FAKOP轨距加宽设计具有相同的行车舒适性。 由此，在高速道岔制造、铺设技术条 件中对尖轨及心轨顶宽20、35mm等控制断 面与基本轨、翼轨的相对高差做了严格规 定，其偏差不得超过1mm。
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，有针对性地对道岔几何状态进行 养护控制。
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
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
高速铁路工务安全新理论
脱轨理论 古典脱轨理论： NADAL 准则，脱轨系数与 减载率
H
P
1.0
P 0.6 P
适用于低速爬轨情况
高速脱轨：多为 跳轨脱轨
车轮脱轨系数与横向力作 用时间t有关 ，当t≥0.05 s时，其限度 值为0.8； 当t＜0.05 s时，脱轨系 数限界值应满足以下条件 (Q/P)max≤0.04/t 式中，t为横向力作用时间
岔枕号
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，这就是引 起该道岔晃车的主要原因。
高速铁路轨道不平顺虚拟弦线法空间曲线检测 理论
Laser 发光部 受光部1
受光部2
0
尖轨顶宽20mm处轮轨接触
转辙器部分等效锥度分布
至尖
0
2
轨尖
4
端距
6
离/
m
道岔动力学研究表明：尖轨与基本轨的顶面高 差决定着轮载在两钢轨间过渡的范围大小和轮载 转换的快慢程度，尖轨顶面纵坡越小，轮载过渡 的范围就越长，尖轨完全承受列车荷载的断面就 越大，但是因轮载转换的速度较慢，左右侧轮轨 间的横向蠕滑力不均作用时间长，列车直向过岔 时的平稳性就越低。
抬 升 力
轮 4 外
轮 4
考虑道岔轮轨关系，因车轮贴靠尖轨运行，若尖轨 顶面与基本轨顶面高差不合适，将形成较大的三角 坑，后轮悬浮运行，悬浮量达10mm以上。
原因分析： （1）为减缓道岔尖轨侧磨，导曲线外轨设置了6mm超高，从尖轨尖端开 始顺坡至跟端结束，顶面高差设计不合理，超成严重三角坑。 （2）线路条件恶劣，空重车编组不合理时，易造成车轮悬浮，重空重、 空空重编组时空车所有车轮悬浮，脱轨机率大增。与道岔结构不平顺叠加 时，脱轨机率再上升。
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、恶化轨道几 何状态的重要根源。
焊缝不平顺为0.2mm/m时的减载率
空空 重
0 111268 ∝ 0 0 0 0 111268 ∝ 0 0 0 0 0 0 0 23814 ∝ 0 0 0 0 23814
空重 重
89815 170163 1.9 0 0 0 0 170163 ∝ 89815 0 0 0 0 0 169135.5 36419 0.2 169135.5 0 0 0 36419
高速铁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！
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，26m
10
1
规范要求控制下 建议要求控制下
10
0
谱 密 度 PSD（ mm 2/(1/m)）
10
-1
10
-2
10
-3
10
-4
10
-4
10
-3
10 空 间 频 率 （ 1/m）
-2
10
-1
10
0
短波不平顺靠磨 中波不平顺靠调 长波不平顺靠修
3 2 调整前实测值 调整后模拟值 调整后实测值
水平 /mm
4、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。 建议相隔1枕校核值≤1mm、相隔8枕校核值≤2mm、相隔240枕校核 值≤10mm。分别用于控制轨道短波、中波、长波不平顺。
空重 空
128608 102693 0.8 0 0 0 0 102693 ∝ 128607.5 0 0 0 0 0 207927.5 21979 0.1 207927.5 0 0 0 21979
重空 重
0 102746 ∝ 0 0 0 0 102746 ∝ 0 0 0 0 0 0 0 21990 ∝ 0 0 0 0 21990
重空 空
32260 35276 1.1 0 0 0 0 35276 ∝ 32260 0 0 0 0 0 44133 7550 0.2 44133 0 0 0 7550
重重 空
134841.5 94171 0.7 0 0 0 0 94171 ∝ 134841.5 0 0 0 0 0 206593.5 20155 0.1 206593.5 0 0 0 20155
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
ห้องสมุดไป่ตู้
当尖轨与基本轨 顶面高差远低于设计 值时，轮载过渡范围 为尖轨顶宽40~65mm， 因此直尖轨侧面有较 明显的轮缘贴靠痕迹， 说明轮对横移量较大， 范围较广，从而导致 行车平稳性较差。更 换合格的新尖轨后， 晃车现象立即消除了。
铁路道岔尖轨顶面超差
京沪线黄渡车站道岔例子
以芜湖东编组场驼峰下6号对称道岔脱轨事故分析为例
维修中应特别注意引起车轮跳动 的凸型不平顺，如接头台阶，应 严格控制和监测断轨发生。