铁路轨道复合不平顺的分析与整治.docVIP

轨道复合不平顺的分析与整治 轨道复合不平顺是指铁路轨道同一地点存在多种病害或相邻地点存在连续多处同一种病害。轨道复合不平顺比轨道单项不平顺对行车安全威胁性更大，对于此类病害应引起高度重视，特别是在铁路第六次提速区段，建议将此类病害提级处理，即一级病害按二级及以上病害处理；二级病害按三级及以上病害处理。 迄今为止，我国铁路尚未对轨道复合不平顺规定过安全标准值，但是因其对行车安全威胁性大，有必要对其加以探讨。 轨道复合不平顺的形式很多，按照引起机车车辆横向力、垂向力复合方式不同，分为逆相位复合不平顺、顺相位复合不平顺、谐波振动复合不平顺等主要三种形式。 一、轨向、水平逆相位复合不平顺 当存在轨道方向不平顺引起的车辆横向力与轨道水平不平顺引起的车辆横向力作用一致时（如图1所示：方向为正，水平为负），为轨道轨向、水平逆相位复合不平顺，对列车运行安全威胁最大。 图1 轨向与水平逆相位复合不平顺示意图 1、轨道方向复合 复合不平顺的计算公式如下： △y = ∣y―1.4△ h∣ （公式1） 式中：△y ---方向不平顺复合值 y ----- 方向不平顺值 △h --- 水平不平顺值 2、轨道轨向、水平逆相位复合不平顺对行车安全指标的影响 我们直接引用西南交通大学翟婉明教授著《车辆—轨道耦合动力学》对此项病害的计算结果（见表1）。需要说明的是，这里选用的是一个波长为10米的方向不平顺，对应波长为12.5米的水平不平顺的逆相位复合不平顺。 表1： 轨道复合不平顺对行车安全指标的影响 计算方案 P（kN） Q（KN） Q/P △P/P acy（g） ac△h（g） 序号 △h （mm） y（mm） 1 0 10 128 30 0.24 0.15 0.10 0.05 2 0 20 156 65 0.46 0.41 0.27 0.10 3 0 30 186 78 0.76 0.64 0.40 0.11 4 -5 10 141 48 0.36 0.27 0.18 0.08 5 -5 20 166 72 0.49 0.49 0.27 0.10 6 -5 30 192 79 0.78 0.69 0.41 0.10 7 -10 10 154 56 0.40 0.38 0.20 0.10 8 -10 20 176 72 0.48 0.58 0.29 0.10 9 -10 30 199 80 0.79 0.76 0.42 0.10 10 -15 0 158 48 0.32 0.43 0.14 0.12 11 -15 10 169 60 0.41 0.52 0.21 0.11 12 -15 20 188 79 0.52 0.68 0.32 0.12 13 -20 0 174 53 0.34 0.59 0.16 0.13 14 -20 10 189 64 0.43 0.69 0.25 0.15 15 -20 20 203 81 0.54 0.79 0.34 0.17 评定标准 250 100 1.0 0.6 0.5 0.7 表中：△h ----水平不平顺值 y ----- 方向不平顺值 P ------ 轮轨垂向作用力 Q ------ 轮轴横向水平力 Q/P ------ 脱轨系数 △P/P ----轮重减载率 acy--------- 方向不平顺引起的水平加速度 ac△h ------- 水平不平顺引起的水平加速度 从表中可以看出，对轨道水平和方向逆相位复合不平顺安全限值起主控作用的动力学系数是轮重减载率，将轮重减载率静态指标控制为≤0.60，准静态指标控制为≤0.65，动态指标控制为≤0.80，脱轨系数动态指标控制为≤0.80。线路静态检查时轮重减载率超出0.60，动态超过0.08应及时整治线路设备。 按照轨道方向复合不平顺公式1，查表1，轮重减载率0.59对应的数据，只要满足△y =∣y―1.4△ h∣≤28mm，就可以保证轮重减载率 △P/P ≤0.6的安全条件。因此，△y =∣y―1.4△ h∣≤28mm为轨道复合不平顺的安全控制准则。 3、水平加速度复合 ⑴、列车在轨向不良的直线段上运行时，会产生离心力，由于直线段未设置超高，使得列车产生了未被平衡离心力及水平加速度a： a = v2 K 式中：V为列车运行速度 K为曲率1/R 直线方向不良线形接近于圆形，按照10米弦测量，得到水平加速度与未被平衡超高关系为a = h / 153，即1.53mm的超高值产生0.01m/s2的离心加速度。 ⑵、当轨向与水平逆相位复合不平顺叠加时，引起的水平振动加速度值最大，此时的水平加速度为a，则 a = al + a2 式中 a1——水平不