本發(fā)明涉及軌道故障檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及軌道平整度的檢測方法。
背景技術(shù)：
：
從運(yùn)輸高速、安全角度出發(fā)，日本、意大利、法國、德國、美國分別研制了適用于高速線路的綜合安全檢測車。檢測從過去的單一項(xiàng)目檢測發(fā)展為多用途、多項(xiàng)目、多任務(wù)的檢測，為軌道基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)檢測、控制、維護(hù)打下了基礎(chǔ)，也為軌道高速、安全運(yùn)輸提供了有力保障。
East i是日本完全利用其國內(nèi)的技術(shù)開發(fā)的綜合檢測列車，由7輛車組成，可以檢測軌道幾何參數(shù)、接觸網(wǎng)、通信信號、輪軌作用力、環(huán)境噪聲等內(nèi)容，最高檢測速度可達(dá)275Km/h，各檢測系統(tǒng)各自獨(dú)立完成檢測工作，整個(gè)檢測列車在速度、時(shí)間和里程位置上保持同步。德國“阿基米德號”是繼日本鐵路以外僅有的綜合檢測列車?！鞍⒒椎隆备咚贆z測列車檢測速度達(dá)到220公里/小時(shí)。據(jù)稱，已具備在任何時(shí)候以220公里/小時(shí)運(yùn)行速度，檢測119個(gè)不同參數(shù)的能力，能檢測軌道幾何參數(shù)、鋼軌斷面、鋼軌波浪磨耗、接觸網(wǎng)及受流狀態(tài)、通信和信號、車體和軸箱加速度、輪軌作用力等。MGV是專為法國高速鐵路研制的綜合檢測列車，檢測速度設(shè)計(jì)為320km/h，檢測線路的總長為2×1800km，檢測周期預(yù)計(jì)為兩周一次，設(shè)計(jì)目標(biāo)是在列車正常運(yùn)行條件下采集各基礎(chǔ)設(shè)施參數(shù)。
伴隨線路檢測技術(shù)的發(fā)展，軌道狀態(tài)檢測手段由以往單純的手工靜態(tài)檢查，發(fā)展成當(dāng)今依靠激光、陀螺、攝像、電子、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的軌道動(dòng)態(tài)檢測，真實(shí)再現(xiàn)輪軌作用下的軌道實(shí)際狀態(tài)，在配備齊全的鐵路軌道機(jī)械化設(shè)備情況下，實(shí)現(xiàn)軌道狀態(tài)養(yǎng)修分開、管修分開、天窗修、狀態(tài)修、針對性維修變成現(xiàn)實(shí)。
伴隨鐵路高速重載運(yùn)輸?shù)牟粩喟l(fā)展，世界各國不僅重視高技術(shù)、高科技產(chǎn)品在鐵路方面的應(yīng)用,更加高度重視成熟先進(jìn)的管理技術(shù)與管理方法的應(yīng)用和借鑒。在鐵路硬件設(shè)施趨于完善的情況下,相應(yīng)配套的鐵路基礎(chǔ)設(shè)施軟件將是實(shí)現(xiàn)鐵路安全運(yùn)輸?shù)闹匾Ｕ?，其軟件部分包括軌道管理體制，軌道養(yǎng)修模式和養(yǎng)修手段,軌道狀態(tài)檢測手段，軌道狀態(tài)管理、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，安全標(biāo)準(zhǔn)的確立，以及其他管理技術(shù)的補(bǔ)充與完善等等。
軌道不平順是指：軌道幾何形狀、尺寸和空間位置的偏差；直線軌道不平、不直，對中心線位置和軌道高度、寬度正確尺寸的偏離；曲線軌道不圓順，偏離曲線中心線位置，偏離曲率、超高、軌距的正確數(shù)值，偏離順坡變化尺寸等軌道幾何偏差。
軌道是由泥土、巖石、鋼材、木材、混凝土等多種材料組成的，它有別于房屋、橋梁等建筑物，是一種較為松散的建筑結(jié)構(gòu)形式。在列車和各種外力作用下，容許存在一定的彈性和塑性變形。在使用過程中軌道結(jié)構(gòu)的狀態(tài)不斷變化，產(chǎn)生各種軌道不平順。伴隨列車的不間斷運(yùn)行，軌道不平順不可避免。
列車車輪在軌道上周而復(fù)始的作用，其輪軌作用力使軌道不平順不斷發(fā)生、發(fā)展惡化。各種軌道不平順對列車運(yùn)行平穩(wěn)性、乘坐舒適性、運(yùn)行安全性、輪軌作用力、車輛和軌道部件的使用壽命、軌道狀態(tài)的惡化速度均有較大影響。軌道不平順的變化也會造成列車車輛運(yùn)行部件的傷損加劇和使用壽命的減少，嚴(yán)重的軌道不平順會引起列車顛覆或脫軌。軌道狀態(tài)與列車運(yùn)行的相互作用關(guān)系，直接關(guān)系鐵路運(yùn)輸安全效益，所以必須高度重視。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對上述問題，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、操作方便、加工效率高且質(zhì)量穩(wěn)定的軌道平整度的檢測方法。
本發(fā)明的軌道平整度的檢測方法，它包含以下步驟：
1、垂向軌道不平順，包括高低、水平、扭曲、軌面等短波不平順及鋼軌軋制校直過程中形成的垂向周期性不平順；
1.1、高低不平順；高低不平順是指鋼軌頂面或線路中心線豎向（與軌道平面垂直的方向）的凹凸不平，它主要是由線路施工和大修作業(yè)的高程偏差、橋梁撓曲變形、軌道垂向剛度不一致、道床和路基的不均勻殘余變形或沉降不均勻、軌道各部件間的間隔不相等、存在暗坑吊板等造成的；
1.2、水平不平順；水平不平順是指軌道同一橫截面上左右兩軌頂面的相對高差。它是由于左右軌道兩側(cè)強(qiáng)度的不一致或受力不均勻而造成的；
1.3、平面扭曲不平順；三角坑是指左右兩軌頂面相對于軌道平面的扭曲，用相隔一定距離的兩個(gè)橫截面水平幅值的代數(shù)差度量，它是由水平不平順值計(jì)算而得；
1.4、軌面短波不平順；軌面短波不平順是指鋼軌頂面小范圍內(nèi)的不平順，它是由焊縫不平、軌面不均勻磨耗、擦傷、接頭錯(cuò)牙等形成。其形式分為周期性和非周期性不平順兩種，其中周期性不平順主要由波紋磨耗和波浪磨耗產(chǎn)生，鋼軌在軋制過程中也能形成軌身垂向的周期性不平順，非周期性不平順由焊縫不平、接頭錯(cuò)牙、軌面擦傷、剝離掉塊等產(chǎn)生；
2、橫向軌道不平順；包括軌向、軌距及鋼軌軋制校直過程中形成的橫向周期性不平順。
2.1、軌向不平順；鋪軌施工和大修作業(yè)的軌道中心線定位偏差、軌排橫向殘余變形積累和軌頭側(cè)面磨耗不均勻、扣件失效、軌道橫向彈性不一致等原因造成軌向不平順；
2.2、軌距偏差；通?？奂涣?、軌枕擋肩失效、軌頭側(cè)面磨耗等會造成軌距偏差；
2.3、周期性不平順；鋼軌軋制過程中的變形會形成橫向周期性不平順；
3、復(fù)合不平順，在軌道一定范圍內(nèi)，垂向和橫向不平順共存稱為軌道復(fù)合不平順。曲線頭尾的幾何偏差，曲線圓緩點(diǎn)附近、緩直點(diǎn)附近，超高、正矢、軌距順坡起點(diǎn)、終點(diǎn)不一致或不匹配形成的幾何偏差，曲線圓緩點(diǎn)、緩直點(diǎn)的幾何偏差造成了復(fù)合不平順。
4、靜態(tài)軌道不平順，無輪載作用時(shí)，人工或輕型測量小車測得的不平順通常稱為靜態(tài)不平順通常稱為靜態(tài)不平順。
靜態(tài)不平順不能如實(shí)反映暗坑、空吊板、剛度不均勻等形成的不平順，只能部份反映路基道床不均勻殘余變形積累形成的不平順。靜態(tài)不平順只是行車條件下完整的軌道不平順在無列車輪載時(shí)，部份的、不確定的表象。
5、動(dòng)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)出的軌道不平順稱為動(dòng)態(tài)不平順。
真正對行車安全、輪軌作用力、車輛振動(dòng)產(chǎn)生實(shí)際影響的軌道不平順是動(dòng)態(tài)不平順。因此，各國軌道不平順的各種監(jiān)控管理標(biāo)準(zhǔn)，尤其是安全管理標(biāo)準(zhǔn)，大多是依據(jù)動(dòng)態(tài)不平順值來制定。
5.1、通常情況下，同一地段動(dòng)態(tài)不平順與靜態(tài)不平順的波形有較大差異。暗坑、吊板越多，不良扣件越多，道床密實(shí)度越不均勻，差異就越大。
5.2、動(dòng)態(tài)不平順的幅值越大，動(dòng)、靜態(tài)之間的差異越大。
5.3、新線鋪軌建成后，既有鐵路大修、維修作業(yè)完工時(shí)，動(dòng)、靜態(tài)不平順的差異較小，起道搗固、撥道作業(yè)的質(zhì)量越好越均勻，兩者差異越小。
5.4、具有高平順性的高速鐵路，動(dòng)、靜態(tài)值差異較一般軌道小。
5.5、無碴軌道動(dòng)、靜態(tài)之間的差異較小。
6、動(dòng)、靜態(tài)不平順幅值間的關(guān)系
6.1、動(dòng)、靜態(tài)不平順的幅值一般不存在一一對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系。
6.2、通過大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，可得出一個(gè)靜態(tài)值可能對應(yīng)一組動(dòng)態(tài)值的結(jié)論結(jié)論。同樣，一個(gè)動(dòng)態(tài)值也可能對應(yīng)一組靜態(tài)值。但在一定置信度（通常95%）的條件下，可以找到相互間對應(yīng)的最大可能值，能夠繪出動(dòng)、靜態(tài)不平順的統(tǒng)計(jì)關(guān)系曲線；
6.3、相同軌道結(jié)構(gòu)、不同種類的軌道不平順，動(dòng)、靜態(tài)幅值之間的差異和相互關(guān)系各不相同。
本發(fā)明的有益效果：對行車平穩(wěn)舒適和行車安全都有重要影響；便于控制行車速度， 穩(wěn)定運(yùn)行的高速列車的振動(dòng)和輪軌間的作用力都不大，行車安全和平穩(wěn)舒適性能夠得到保證，軌道和車輛部件的壽命和維修周期較長；降低了輛振動(dòng)、輪軌噪聲；平穩(wěn)、舒適、安全性好，降低了列車脫軌的機(jī)率。
具體實(shí)施方式
本具體實(shí)施方式采用以下技術(shù)方案：它包含以下步驟：
1、垂向軌道不平順，包括高低、水平、扭曲、軌面等短波不平順及鋼軌軋制校直過程中形成的垂向周期性不平順；
1.1、高低不平順；高低不平順是指鋼軌頂面或線路中心線豎向（與軌道平面垂直的方向）的凹凸不平，它主要是由線路施工和大修作業(yè)的高程偏差、橋梁撓曲變形、軌道垂向剛度不一致、道床和路基的不均勻殘余變形或沉降不均勻、軌道各部件間的間隔不相等、存在暗坑吊板等造成的；
1.2、水平不平順；水平不平順是指軌道同一橫截面上左右兩軌頂面的相對高差。它是由于左右軌道兩側(cè)強(qiáng)度的不一致或受力不均勻而造成的；
1.3、平面扭曲不平順；三角坑是指左右兩軌頂面相對于軌道平面的扭曲，用相隔一定距離的兩個(gè)橫截面水平幅值的代數(shù)差度量，它是由水平不平順值計(jì)算而得；
1.4、軌面短波不平順；軌面短波不平順是指鋼軌頂面小范圍內(nèi)的不平順，它是由焊縫不平、軌面不均勻磨耗、擦傷、接頭錯(cuò)牙等形成。其形式分為周期性和非周期性不平順兩種，其中周期性不平順主要由波紋磨耗和波浪磨耗產(chǎn)生，鋼軌在軋制過程中也能形成軌身垂向的周期性不平順，非周期性不平順由焊縫不平、接頭錯(cuò)牙、軌面擦傷、剝離掉塊等產(chǎn)生；
2、橫向軌道不平順；包括軌向、軌距及鋼軌軋制校直過程中形成的橫向周期性不平順。
2.1、軌向不平順；鋪軌施工和大修作業(yè)的軌道中心線定位偏差、軌排橫向殘余變形積累和軌頭側(cè)面磨耗不均勻、扣件失效、軌道橫向彈性不一致等原因造成軌向不平順；
2.2、軌距偏差；通常扣件不良、軌枕擋肩失效、軌頭側(cè)面磨耗等會造成軌距偏差；
2.3、周期性不平順；鋼軌軋制過程中的變形會形成橫向周期性不平順；
3、復(fù)合不平順，在軌道一定范圍內(nèi)，垂向和橫向不平順共存稱為軌道復(fù)合不平順。曲線頭尾的幾何偏差，曲線圓緩點(diǎn)附近、緩直點(diǎn)附近，超高、正矢、軌距順坡起點(diǎn)、終點(diǎn)不一致或不匹配形成的幾何偏差，曲線圓緩點(diǎn)、緩直點(diǎn)的幾何偏差造成了復(fù)合不平順。
4、靜態(tài)軌道不平順，無輪載作用時(shí)，人工或輕型測量小車測得的不平順通常稱為靜態(tài)不平順通常稱為靜態(tài)不平順。
靜態(tài)不平順不能如實(shí)反映暗坑、空吊板、剛度不均勻等形成的不平順，只能部份反映路基道床不均勻殘余變形積累形成的不平順。靜態(tài)不平順只是行車條件下完整的軌道不平順在無列車輪載時(shí)，部份的、不確定的表象。
5、動(dòng)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)出的軌道不平順稱為動(dòng)態(tài)不平順。
真正對行車安全、輪軌作用力、車輛振動(dòng)產(chǎn)生實(shí)際影響的軌道不平順是動(dòng)態(tài)不平順。因此，各國軌道不平順的各種監(jiān)控管理標(biāo)準(zhǔn)，尤其是安全管理標(biāo)準(zhǔn)，大多是依據(jù)動(dòng)態(tài)不平順值來制定。
5.1、通常情況下，同一地段動(dòng)態(tài)不平順與靜態(tài)不平順的波形有較大差異。暗坑、吊板越多，不良扣件越多，道床密實(shí)度越不均勻，差異就越大。
5.2、動(dòng)態(tài)不平順的幅值越大，動(dòng)、靜態(tài)之間的差異越大。
5.3、新線鋪軌建成后，既有鐵路大修、維修作業(yè)完工時(shí)，動(dòng)、靜態(tài)不平順的差異較小，起道搗固、撥道作業(yè)的質(zhì)量越好越均勻，兩者差異越小。
5.4、具有高平順性的高速鐵路，動(dòng)、靜態(tài)值差異較一般軌道小。
5.5、無碴軌道動(dòng)、靜態(tài)之間的差異較小。
6、動(dòng)、靜態(tài)不平順幅值間的關(guān)系
6.1、動(dòng)、靜態(tài)不平順的幅值一般不存在一一對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系。
6.2、通過大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，可得出一個(gè)靜態(tài)值可能對應(yīng)一組動(dòng)態(tài)值的結(jié)論結(jié)論。同樣，一個(gè)動(dòng)態(tài)值也可能對應(yīng)一組靜態(tài)值。但在一定置信度（通常95%）的條件下，可以找到相互間對應(yīng)的最大可能值，能夠繪出動(dòng)、靜態(tài)不平順的統(tǒng)計(jì)關(guān)系曲線；
6.3、相同軌道結(jié)構(gòu)、不同種類的軌道不平順，動(dòng)、靜態(tài)幅值之間的差異和相互關(guān)系各不相同。
本發(fā)明的有益效果：對行車平穩(wěn)舒適和行車安全都有重要影響；便于控制行車速度， 穩(wěn)定運(yùn)行的高速列車的振動(dòng)和輪軌間的作用力都不大，行車安全和平穩(wěn)舒適性能夠得到保證，軌道和車輛部件的壽命和維修周期較長；降低了輛振動(dòng)、輪軌噪聲；平穩(wěn)、舒適、安全性好，降低了列車脫軌的機(jī)率。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征以及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。