铁路线路检测与分析
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第一节 线路检测内容

线路检测从检测内容上可分为轨道几何形位检查、线路设备状态检查及行车平稳性检查;从检测方式上可分为静态检查和动态检查。

一、轨道几何尺寸检查

(一)轨道几何尺寸静态检查

静态检测利用轨检小车、道尺、弦线及板尺等检测工具沿线路逐点进行检测,包括线路几何尺寸和道岔几何尺寸。线路几何尺寸检测的主要项目为轨距(含曲线路轨距加宽)、水平(含曲线外轨超高、线路扭曲或三角坑)、轨向(含曲线圆顺程度)、高低及轨底坡。道岔几何尺寸的检测项目主要有道岔各部分轨距、水平、高低、导曲线支距、查照间隔、护背距离、尖轨与基本轨的密贴程度等。

(二)轨道几何尺寸动态检查

轨道几何尺寸动态检测的主要设备是轨道检查车,检查结果为轨道动态几何尺寸误差、走行部振动情况和行车平稳性情况。我国轨检车可检查13项内容,主要包括左右轨的前后高低、左右轨的方向、水平、曲线外轨超高、曲线半径、轨距、线路扭曲、车体水平和垂直振动加速度、左右轴箱垂直振动加速度等。除检查轨道动态几何尺寸误差外,还可以从轮轨相互作用效果所反映的走行部振动(轴箱振动加速度)和行车平稳(车体振动加速度)等方面对轨道几何状态作出综合评价。

(三)行车平稳性检查

除轨检车上车体加速度可反映行车平稳性外,工务段或铁路局的管理人员及技术人员还要定期添乘列车,携带便携式线路检查仪对行车平稳性进行检查。便携式线路检查仪通常是振动加速度测量仪。当便携式线路检查仪测得的振动加速度超过限值时,会自动发出警报声,添乘人员则随时记录警报发出时的线路位置,并通知相关工务段或工区寻找晃车原因,加以整治。机车和动车组还安装了车载式线路检查仪,对行车平稳性进行检查。

二、线路设备状态检查

(一)钢轨状态检查

钢轨状态主要包括轨头磨耗、钢轨表面伤损和波形磨耗、钢轨接头(焊缝)不平顺以及钢轨内部核伤和裂纹等,分别采用测磨仪或轨头轮廓仪、波磨检测装置或波磨检测车及钢轨探伤车等检查设备进行静态或动态检查。

(二)轨枕状态检查

钢筋混凝土轨枕在使用中常发生裂纹、掉块及挡肩破损等病害,影响线路质量,轨枕裂纹一旦形成环状或残余裂纹达到一定宽度,将影响轨枕承载能力或加速预应力钢筋锈蚀,造成轨枕失效,严重时还会危及行车安全,因此有必要加强对轨枕状态的检查。轨枕状态检查内容一般包括轨枕顶面螺栓孔附近或两螺栓孔间的纵向裂纹、轨枕顶面螺栓孔附近横向裂纹、轨枕中部顶面和侧面垂直裂纹、轨枕挡肩处水平裂纹及挡肩损坏、钢筋外露、空吊枕等。轨枕状态检查方式一般采用目测、钢尺或塞尺测量的手段,对于失效以及严重伤损的混凝土枕,应当及时更换。

(三)扣件状态检查

扣件系统是轨道重要组成部件,用来连接钢轨和轨枕(轨道板),起到固定钢轨、提供弹性、保证轨道稳定可靠的作用。扣件系统日常检测一般包括扣件安装状态、部件缺损、预埋套管、弹条紧固状态、弹条扣压状态、钢轨与绝缘块、轨距挡板间隙、铁垫板锚固螺栓扭矩、弹性垫板刚度等。检测方式通常为工务人员目测及使用巡检车检测等。

(四)道床状态检查

1.有砟道床通常由具有一定粒径、级配和强度的硬质碎石堆集而成,主要起到支撑轨枕,把轨枕上部的压力均匀地传递给路基面,固定轨枕位置,阻止轨枕纵向或横向移动,减少路基变形及缓和机车车辆轮对对钢轨冲击的作用。有砟道床随着列车荷载反复作用,会出现永久变形、道砟粉化及脏污、道床翻浆及道床板结等现象,影响列车运行的安全性和舒适性,因此有必要加强对道床状态的检查。道床状态检查内容一般包括道床尺寸、道床脏污和板结程度等,通常采用目测、全断面测量仪等手段进行测量。根据道床脏污程度应有计划地进行清筛,保持道床弹性和排水良好,防止轨枕空吊和道床翻浆。

2.无砟道床分为CRTSⅠ型板式、CRTSⅡ型板式、CRTSⅢ型板式、双块式以及道岔区轨枕埋入式和板式无砟道床等。

CRTSⅠ型板式无砟道床由轨道板、水泥乳化沥青砂浆充填层、混凝土底座、凸形挡台及其周围填充树脂等部分组成。CRTSⅠ型板式无砟道床伤损形式包括轨道板、凸形挡台、底座板裂缝及掉块,水泥乳化沥青砂浆、凸形挡台周围填充树脂离缝等。

CRTSⅡ型板式无砟道床路基和隧道地段由轨道板、水泥乳化沥青砂浆充填层、支承层等部分组成;桥梁地段由轨道板、水泥乳化沥青砂浆充填层、底座板、滑动层、高强度挤塑板、侧向挡块及弹性限位板等部分组成。CRTSⅡ型板式无砟道床伤损形式包括轨道板、支承层、底座板、侧向挡块裂缝及掉块,板间接缝、水泥乳化沥青砂浆充填层离缝等。

CRTSⅢ型板式无砟道床主要由轨道板、自密实混凝土填充层、钢筋混凝土底座或支承层等部分组成。CRTSⅢ型板式无砟道床伤损形式包括轨道板、自密实混凝土填充层等。

双块式无砟道床路基和隧道地段由双块式轨枕、道床板、支承层等部分组成;桥梁地段由双块式轨枕、道床板、隔离层、底座(或钢筋混凝土保护层)、凹槽(或凸台)周围弹性垫层等部分组成。双块式无砟道床伤损形式包括双块式轨枕、道床板、支承层、底座板裂缝及掉块等。

道岔区轨枕埋入式无砟道床路基和隧道地段由桁架式预应力岔枕、道床板、底座或支承层等部分组成;桥梁地段由桁架式预应力岔枕、道床板、隔离层、底座及凹槽周围弹性垫层等部分组成。道岔区轨枕埋入式无砟道床伤损形式包括岔枕、道床板、底座板、支承层裂缝及掉块,底座伸缩缝离缝等。

道岔区板式无砟道床路基地段由道岔板、底座(自密实混凝土层)及找平层等部分组成;桥梁地段由道岔板、水泥乳化沥青砂浆充填层、底座板、滑动层、高强度挤塑板、侧向挡块及弹性限位板等部分组成。道岔区板式无砟道床伤损形式包括道岔板、底座、找平层、侧向挡块裂缝及掉块,水泥乳化沥青砂浆充填层、挤塑板离缝等。

无砟道床通常采用目测、钢尺或塞尺、巡检车的方法进行测量,其伤损等级分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级;对Ⅰ级伤损应做好记录,对Ⅱ级伤损应列入维修计划并适时进行修补,对Ⅲ级伤损应及时修补。

(五)其他线路状态检查

1.线路弹性检测

轨道弹性在很大程度上反映了轨道承受列车荷载时的动作用力情况,是线路质量状态均衡性的重要指标。采用轨道弹性检测车,可快速连续地对轨道弹性进行检测。

2.无缝线路状态检测

无缝线路的位移、轨温及温度应力是影响其正常工作的主要技术参数,须采用无缝线路监测系统进行长期的收集与分析处理。

3.道岔状态检测

道岔是影响行车平稳性及安全性的关键设备之一,其技术状态,如道岔尖轨及心轨的开口量、位移及振动情况等,须采用道岔监测系统进行实时监控。

4.巡检车

当需要对线路的表观状态,如钢轨、扣件、轨枕及道床进行快速大范围检查时,可采用巡检车进行。巡检车应用高速摄影及图像处理技术,快速连续地获取轨道及其各部件的图像,而车载数据处理系统能够快速实时对图像进行比对,并及时发现线路状态及边坡等附近结构物的状态异常。

三、线路状态及行车平稳性的其他检查设备

(一)综合检测列车

高速铁路上,为节省线路检查的时间,同时也便于对不同专业的检测数据进行同步和对比分析,一般将线路、车辆、供电、信号等专业的检查集中起来,称为综合检测列车。综合检测列车中有一节检测列车专门对轨道几何状态及设备状态进行检测。

(二)轨道状态确认车

进行过线路作业的地段,或每天开行第一列高速列车以前,运用轨道状态确认车对线路状态进行确认。轨道状态确认车具备部分轨道检查车和巡检车的功能,可对重要的轨道不平顺及行车平稳性进行检测,对线路及其附近结构物的异常状态进行识别。

(三)车载式线路检查仪

车载式线路检查仪装载于机车或动车上,能实时检测车辆的横向和垂向加速度,随着列车的运行,对主要的轨道几何尺寸及行车平稳性进行不间断地检查,对大值不平顺进行实时报警和信息传递。