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基于轨道平顺性的既有线路轨道维修养护研究
摘要:现在的铁路列车行驶速度高、行驶频率高,人员安全是最大的安全威胁。因此,现有线路施工人员应制定严格的施工组织措施,包括以下内容:人员应接受相应的技术培训,安全教育和考核,以获得入职资格;施工单位应在天窗前一天完成施工组织方案,确定施工地点,交通路线,确定工作任务;施工天窗当天,工作人员提前1小时到现场等候,提前与车站联系,确认天窗时间和列车运行情况;本文对基于轨道平顺性的既有线路轨道维修养护进行分析,以供参考。
关键词:轨道维修;捣固作业;轨道平顺性
引言
无缝线路可以减少高速铁路和重型线路的维护,延长使用寿命,提高列车行驶的稳定性和客运的安全性和舒适性。当无缝线路的运营达到了一定运行时间或钢轨磨损达到了一定程度,铁路线路则需要及时维修以保持线路良好状态。因此,随着线路运营的发展,利用精密仪器测量也将广泛使用。
1铁路轨道不平顺分类
轨道不是平稳的,表现在轨道的几何形状,大小和空间位置与计划位置的偏差。直线和曲线路径的表现形式略有不同。在直线轨道中,中心线位置,轨道高度,轨距和几何尺寸之间就会有差异表现。对于曲线轨道中,除上述偏差外,还包括与正确曲率的偏差和轨道的超高不同。还有机车载荷的作用方向,波长类型,形状特征,是否有载荷作用等因素影响。
2基于平顺性的捣固调整量优化算法
在大机捣固进入施工模式前,人工调整的精调方案和调整线性至关重要,直接影响捣固效果。在实际设计中,有时铁路测量数据与设计位置的差异直接用作起道量,导致过度拟合。以中长波不平顺控制理论为基础,结合现场轨道不平顺检测,前期测量数据调整,实现了线路捣固调整量的计算。在优化工作时,通常采用自动软件计算和手动调整相结合的方法,依靠手动校正来避免软件算法中的错误,虽然这种方法会降低部分工作效率,但是这样优化后的数据来指导大机维修具有很大的实际意义。
3惯导轨检小车的应用
轨道测量的主要分两类,绝对测量和相对测量,不仅要测量轨道的绝对位置,还要考虑测量效率的组合。现在高铁的测量小车可以解决惯性测量和轨道测量的绝对位置的准确性,许多科学家对相对测量+绝对测量模式下的轨道几何测量方法进行了深入研究,主要实现了全站仪+陀螺仪,惯性方向+GNSS,惯性方向+全站仪等。这些研究为惯性轨检小车的工程实现提供了理论基础。惯性导引+全站模式具有无信号干扰、精度高等特点,在实际工程中得到广泛应用。在上述研究中,惯性引导+全站模式的实现是基于三维坐标变换大角度测量全站不均匀度的方法,没有考虑使用辅助信息对轨道小车进行检测(如倾角计数据、线路设计数据等)。因此,在随后的自动测量点之前,必须手动设置至少3个CPIII点,这会影响现场测量的有效性。针对这一问题,基于轨道车测量原理和模型,分析了轨道车测量过程中CPIII坐标系、车身坐标系与全站坐标系的关系,导出了相邻坐标点的转换关系,解决了CPIII三点手工照明影响测量效率的问题;在实际项目中收集的数据可以验证自动测量方法。在测量中,可以将轨道视为三维空间曲线,其几何形状可以用三维坐标来描述,而轨道的平整度可以用三维坐标和轨距来估计。重力惯性让整个小车与轨道紧密相连,车辆行驶的车轮始终保持与轨道的刚性接触,以确保车辆的轨迹真实有效地反映了轨道的实际几何形状。在每次前进一定距离后,使用CPIII点对惯性数据进行校正,并使用公里进行定位。
4系统原理
惯性特性和卫星定位特性相结合,可以快速有效地测量轨道轴承的相对参数和轨道轴承的绝对坐标。惯性导航是一种基于牛顿力学定律的自导航装置。它利用陀螺仪获取方向角、横向转弯和升力,用加速度计测量惯性支撑系统中的载体加速度,经过组合运算,得到载体在坐标导航系统中的速度、位移和位置信息。当它从一个已知点的位置开始时,连续运动可以连续测量运动的角度、速度和计算点的位置。由于惯性导航不依赖于任何外部信息,因此隐藏得很好,不受电磁干扰的影响。其采样速度快、稳定性好、定位精度短,24小时连续定位,被广泛用于快速高精度的定位,定位和定向。然而,惯性导航的缺点是它不能提供绝对的地心坐标,并且它的方向角,横向和上升随着时间的推移而漂移。因此,在短时间内定位和定向精度较高,长期定位误差较大。卫星定位是一种利用卫星导航信号进行定位的导航技术,其主要原理是同时测量接收机用户与卫星之间的距离,然后综合多颗卫星的观测数据,计算出接收机天线的位置。卫星定位坐标是地球同心坐标系的绝对坐标,不同位置的定位结果相互独立,不累积误差。高精度卫星相对定位算法可以达到毫米级,但需要长时间的静态观测,而且效率低下。基于惯性定位和卫星定位的特点,可以逐步使用测量卫星定位和惯性定位相结合的轨道测量的方法。使用惯性卫星定位和漂移限制确定载体的绝对坐标,使用惯性导向器快速确定移动载体的动态运动中的坐标,距离等。确定相对轨道参数(轨道定向、高度、超高、距离和轨道变化速度),将卫星定位与惯性导轨相结合,获得绝对轨道参数(横向偏差,系统考虑到惯性和卫星定位两种模式的特点,利用惯性时间较短的高精度和稳定性优势,同时利用高精度定位在卫星定位惯性模式下限制误差的积累,从而实现轨道测量控制操作的精度和高效率,大大提高了轨道测量的效率和精度。
5轨道平顺性的既有线路轨道维修养护
5.1线路平顺性
使用人工优化进行微调的线间隔使用120m的弦长进行调整。如果不进行人工优化,软件优化后对平顺性的效果有一定的提高,但效果有限,没有达到预期目标,高低的幅度和轨向波动仍然偏高也会增大实际工作量。同时,捣固后的平顺性也没有明显下降。但加入人工优化用于作业时,对作业进行细化后,平顺性有明显的提高,高低波动幅度明显降低,轨道的高低和平顺性明显提高,线路的维修结合人工优化调整进行作业具有明显的优势。
5.2线路不均匀性
每条线路都会穿越多种地形地貌,导致线路下的基础结构也大不相同,整体线路就回出现多种的不均匀性。所以为了使线路具有一个更好的均匀性,我们就需要前期多研究和实践,例如桥与路基过渡段、隧道与路基过度段、桥与隧道过渡段。因为这些地段的基础结构强度都不相同,所以这些部位都是铁路线路的薄弱环节,很容易出现线路病害。
结束语
综上所述,高铁轨道平顺性依赖于高精度、高效率的轨道几何参数检测手段和优化的轨道精调方法,这也是是高铁运营安全的基本保障。根据铁路不平顺的情况,介绍了轨道平顺性检测技术的发展,轨检小车使用的基本工作原理,阐述了轨道平顺性的绝对测量和相对测量;针对目前铁路维修的广泛性,路基过渡段的特殊性,都需要进一步改进提高,为后期铁路轨道交通平顺性控制提供参考。
参考文献:
[1]韩志晟.轨道交通新建线路与既有线路的衔接测量探讨[J].工程建设与设计,2017(08):110-111.
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