·30· 测量与检测技术 机械 2018年第8期 第45卷 ——————————————— 收稿日期：2018－01－11
基金项目：国家自然科学基金项目（51775461）
作者简介：刘力（1990－），男，四川广元人，硕士研究生，主要研究方向为轮轨摩擦学；赵晓男（1990－），男，山东聊城人，博士，主要研究方向为轮轨噪声、车辆系统动力学。 基于惯性基准法地铁钢轨波磨检测方法研究
刘力，赵晓男，陈光雄
（西南交通大学 摩擦学研究所，四川 成都 610031）
摘要：为了检测钢轨波磨，不同于传统波磨检测方法，在MATLAB 环境下处理车辆轴箱振动信号得到钢轨波磨波形。对传统惯性基准法原理做出改进，提出一种新的信号处理计算方法。在列车轴箱上安装加速度传感器，采集北京地铁波磨轨道轴箱垂向振动加速度信号，针对轨道振动信号非平稳、非线性的特点，提出运用EMD 与小波阈值去噪方法相联合对振动加速度进行降噪处理，然后设计积分器对重构振动信号进行积分，为保证检测精度，再将积分结果通过一高通滤波器。结果显示，该检测计算方法能准确有效地计算出钢轨波磨。
关键词：波磨检测；惯性基准法；EMD ；小波阈值去噪；数值积分；高通滤波
中图分类号：U211；TN911.4 文献标志码：A
doi ：10.3969/j.issn.1006-0316.2018.08.007
文章编号：1006－0316 (2018) 08－0030－05 Research on Detection of Metro Rail Corrugation Based on Inertial Reference Method
LIU Li ，ZHAO Xiaonan ，CHEN Guangxiong
( Tribology Research Institute, SouthwestJiaotong University, Chengdu 610031, China )
Abstract ：In order to detect railcorrugation, the waveform of rail corrugation was obtained by processing vibration signals of axle box in MATLAB environment.A new method of signal processing was proposed to improve traditional inertial reference method.The acceleration sensor was installed on the axle box of the metro,andthe vertical vibration signals produced by the corrugation of Beijing Metro were collected.In view of the non-stationary and nonlinear characteristics of the signals, EMD and wavelet threshold was combined to denoise the acceleration.An integrator was designed to integrate the reconstructed vibration signals,thenpassed through a high pass filter.The results showed that this detection method can accurately and effectively calculate the rail corrugation.
Key words ：corrugation detection ；inertial principle ；EMD ；wavelet threshold denoising ；digital integration ；high pass filter
钢轨波浪形磨耗是指存在于钢轨轨头表
面，具有一个或多个特征波长的规律性磨耗现
象。当前，我国运营的地铁均有不同程度的波
磨现象出现，尤其是当线路曲线半径R ≤350
m ，几乎百分百会发生钢轨波磨[1]。波磨有两种
属性特征：波长和波深。DnaldR. Ahlbeck 等[2]对城市轨道交通钢轨波磨的研究表明：波磨波长介于50～200 mm 之间；波深与波长相关，短波波磨的波深一般小于0.2 mm ，最大波深达0.9 mm 。如图1为北京地铁波磨现场图。
钢轨损伤之钢轨波磨 班级：09城轨1班 钢轨波磨是轨道损伤的一种主要类型，它是钢轨沿纵向表面出现的周期性的类似波浪形状的不 平顺现象，有波长和峰谷两种属性。 钢轨波磨分为三种类型： 1、极短波距波形； 2、短波距波形； 3、;坡度 4、 5、,暗坑、 生剧烈振动,促使轨道和机车车辆相关部件伤损的产生和发展,从而增加维修费用； 由于列车通过波磨地段时引起轨道剧烈振动,致使道碴粉化速率加快,道床翻浆冒泥,轨道扣件松动,螺纹道钉、轨距杆大量折断,轨枕空吊,胶垫损坏等,从而极大地增加了工务维修费用。 2、噪声污染 机车车辆通过波磨地段时会产生很大的噪声,对铁路沿线居民带来很大的危害。同时这种噪声也会影响乘客,使他们产生不舒适感。 3、安全隐患 如钢轨波磨严重,车辆通过波峰时冲击力急剧增大,而通过波谷时受力减小,这就容易引起列车减载脱轨,还容易引起钢轨和车轴的断裂,影响行车安全。 4、增加能耗 由于波磨轨面的不平顺,导致轮轨粘着不良,相应地增加了轮轨运行阻力。另外由于轮轨系统振
动加剧,导致部件伤损率增加,消耗大量能量,而这些能量都必须由机车牵引力提供,从而增加能耗。 波磨的预防和减缓措施： 1、减少钢轨接头,降低接头冲击 设焊接无缝线路,尽可能减少接头或铺设冻结无缝线路,将接头冲击降到最低。加强接头处道碴捣固,保持道床丰满并加以夯实,及时清筛接头范围内的板结道床。 2、增强轨道弹性,提高轨道阻尼 增强轨道弹性可有效地减小轮轨系统振动强度,提高轨道阻尼可明显降低波磨发展速率。具体措施为:采用优质道碴,补足道床厚度;及时清筛道床并适当缩短道床清筛周期;对道床粉化、坍塌及翻浆冒泥地段及时整治。 3、减少轨道不平顺 强曲线轨道的养护,提高曲线圆顺度；消除钢轨死弯和轨头掉块。使用大型养路机械进行线路维修作业 4 5
钢轨波磨维修规则大纲 前言 (1) 第一章总则 (1) 第二章钢轨波磨维修工作组织及内容 (1) 第一节维修的组织和计划 (1) 第二节维修工作内容 (2) 第三章钢轨波磨维修要求和标准 (2) 第一节钢轨波磨维修要求 (2) 第二节钢轨波磨维修周期及标准 (3) 第四章钢轨波磨维修设计及预算 (3) 第五章钢轨波磨维修作业的验收标准 (3)
前言 波型磨耗(以下简称波磨)是指钢轨踏面因磨耗而形成的规律性的不平顺，波长30～80mm者称为波纹磨耗，80mm以上者为波浪磨耗。波浪型磨耗产生的原因比较复杂，与轨道弹性和钢轨的屈服强度有关。当波浪型磨耗较重时，轮轨之间作用力和轨道振动增大，对轨道的破坏性也增大，不仅加大了养护维修工作量，甚至养护维修十分困难。但对达到什么程度应该更换，尚缺乏这方面的经验，故应采用打磨列车适时打磨和更换。 第一章总则 第1.1条钢轨波磨维修工作的基本任务是减缓钢轨表面缺陷的发展、提高钢轨表面平滑度，改善旅客乘车舒适度、降低轮/轨噪声、延长钢轨使用寿命。 第 1.2 条钢轨波磨维修工作按线路技术状态的变化规律和钢轨磨损程度，相应地进行计划维修、经常保养，有计划地补偿线路钢轨磨损，以取得较好的技术经济效益。 第1.3 条钢轨波磨维修工作，应实行科学管理，开展标准化作业，提高机械化作业程度，改善检测手段，建立和健全责任制，严格执行检查验收制度。应积极采用新技术，改进作业方法和劳动组织，推广先进经验，不断提高工作水平。 第1.4 条钢轨波磨维修工作，应遵守本规则的规定。本规则未作规定的，线路公司可根据需要提出，并报运营公司批准执行。 第二章钢轨波磨维修工作组织及内容 第一节维修的组织和计划 第2.1.1条钢轨波磨维修工作按线路技术状态和钢轨磨损程度作好管理工作。 第2.1.2条对钢轨波磨维修所需要的机具、材料及加工，要积极组织有关业务科室进行落实，材料选型及采购需要上级或有关单位解决的应及时报运营公司，安排调节。 第2.1.3条对各种机械设备应制订出检修操作规程，实行专机专人负责
钢轨轮廓（磨耗）测量仪 第一节供货范围、技术规格、参数与要求 一、供货需求一览表 序号名称规格型号单位数量交货时间 1 钢轨轮廓（磨耗）测量 仪 台 1 自接到中标通知书起1个月 二、技术要求 正常使用环境条件：周围环境温度：-30～40℃，海拔高度：0～1300m。 （一）钢轨轮廓（磨耗）测量仪 1.1结构性能及技术要求 1.1.1请卖方对钢轨轮廓（磨耗）测量仪的结构及性能按下列组成部分（但不限于此）进行详细描述。 （1）总体构造 （2）外界条件 1.1.2在上述结构性能描述中，要说明各组成部分的构成、规格、数量、功能、重量及工作原理。在说明各组成部分的构造功能时，要说明与竞争对手的产品相比有何特点或优点，与卖方过去的旧型设备相比有何改进；说明在制造过程中应用了什么新技术；说明重要零部件的材质。进行详细描述不限于此。 1.1.3技术要求 （1）适用于铁路钢轨和道岔廓形的高精度检测。 （2）适用于钢轨及道岔磨耗分析。 （3）适用于钢轨连续监测后，对磨耗趋势进行分析。 （4）适用于列车运行线路轮轨关系分析。 （5）适用于打磨车对钢轨的打磨指导。 （6）原装进口主机，为方便使用携带，传感器线内置，整套重量不大于1.5kg,中文操作界面及软件。 （7）现场检测时由笔记本电脑即测即绘出所测钢轨外形及垂磨、侧磨、总磨耗值。现场测量即实时出结果。 （8）仪器须自带陀螺仪，能在现场测量倾角,显示钢轨高低差，并能有效进行高低轨校核。（9）检测精度不低于：±0.011mm，重复性不低于：0.005mm。 （10）仪器能测量轨距，并显示肥边面积、打磨面积及磨耗面积。 （11）仪器可采集分析到轨头宽度、轨顶半径、垂直剩余量、水平剩余量、最大剩余量等参数，提供最全面的科学分析数据。 （12）软件可在所有电脑及win XP、win7、win8操作系统均可安装使用，无需加密狗，软
MIG 1000 便携式 钢轨断面测量仪设备操作维护手册 2009年4月21日手册编号 P/N 13832R2-OTM 版本号 1.10
版权所有。本文档所包含信息受版权保护。未经MERMEC Group公司许可，不得对本文档任何部分进行复制、保存以及通过任意形式的传播（包括电子、机械、印刷等等）。 本文档所含信息被认为是真实可靠的。本公司对设备的使用，以及因为设备引起的版权冲突和任何第三方的其他权利不承担责任。 MIG 1000 是MERMEC Group公司的注册商标. Windows 2000和Windows XP是微软公司的注册商标. 本文档中其他任何商标均来自各自的制造商. ? Copyright 2006-2009 by MERMEC Group 版权所有，违者必究. MERMEC Group via Oberdan,70 70043 Monopoli (BA) Italy 080 8876570 https://www.doczj.com/doc/529582258.html,
PROPRIETARY INFORMATION: This document contains information proprietary to MERMEC Group This information may not be distributed without the written authorization of an officer of MERMEC Group 目录 第一章介绍 1.1 概述..........................................................................................................................1-1 1.2 测量技术..................................................................................................................1-1 1.3 应用..........................................................................................................................1-1 1.3.1 标准钢轨对比................................................................................................1-2 1.3.2 轨型“前后” 对比...........................................................................................1-2 1.3.3 打磨断面对比................................................................................................1-3 第二章使用安全 2.1 警告..........................................................................................................................2-1 2.2 产品标签..................................................................................................................2-1 2.2.1 出光孔标签....................................................................................................2-2 2.2.2 认证标签........................................................................................................2-3 2.2.3 警告标签........................................................................................................2-3 2.2.4 厂商信息标签................................................................................................2-3 2.3 安全装置..................................................................................................................2-3 2.4 激光功率..................................................................................................................2-4 第三章操作 3.1 设备安装..................................................................................................................3-1 3.1.1 无护轨安装....................................................................................................3-2 3.1.2 有护轨安装....................................................................................................3-3 3.1.3 正线磨损严重并有护轨时的安装................................................................3-4 3.2 启动系统..................................................................................................................3-4 3.3 采集断面..................................................................................................................3-5 3.4 编辑断面..................................................................................................................3-5 3.5 保存断面..................................................................................................................3-6 3.6 查看已保存断面......................................................................................................3-6 3.7 定义对比断面..........................................................................................................3-6 3.8 更改阈值设定..........................................................................................................3-7
钢轨波型磨耗概述 1．钢轨波形磨耗的产生机理 钢轨波浪型磨耗(简为波磨)一般有三类：磨损性波磨、塑流性波磨和混合性波磨。轨头有明显的波浪型磨损痕迹，钢轨上呈显可见的波谷与波峰，但无明显磨损凹陷，属于磨损性波磨，也是最常见的一种波浪型磨耗。地铁中产生的主要就是这种磨损性波磨。 根据对波长特征的调查分析，认为磨损性波磨是由于轮对在通过曲线时，轮对扭曲共振导致交替的纵向力，从而在轮对与钢轨间发生纵向滑动而产生波磨。这不仅与轮对的重力角刚度特性有关，而且与曲线曲率及轮轨黏着状态有直接关系，主要是轮轨之间的粘滑振动导致内轨顶面的波磨。当车辆通过曲线半径较小的线路时，由于轮对冲角的改变，轮轨的纵向剪切力超过轮轨黏着极限，轮轨间发生纵向滑动，滑动处形成波谷；滑动后释放了积累的能量，使轮轨又处于黏着状态，轮轨磨损减轻，该处形成波峰。这种粘滑振动不断重复，形成了钢轨表面的波磨。 2．粘滑振动与钢轨波形磨耗的关系 若所有的车辆具有极好的一致性，且运行速度一致，则容易在所经过的曲线上，特别是在圆曲线上形成有规律的振动，这种振动往往使右侧轮子与内轨间发生大的滑动，当轮轨接触面的切向力足以破坏轨道顶面的金属材料时，或使其发生低周疲劳，则波磨就会产生。因此，在一定外界条件共同作用下的粘滑振动是地铁曲线波形磨耗发生的重要原因。任一个外界条件的消失，都能够使波磨消失。 3．波磨容易出现的位置 大量计算分析表明，该粘滑振动的发生规律与现场出现的波磨发生规律相吻合，即这种振动容易出现在曲线内轨的圆曲线上，容易出现在曲线半径较小的区段，容易出现在轮轨粘着条件较好的地下洞内的轨道上，容易出现在轨道刚度较大的整体道床上。 4．钢轨波型磨耗的影响因素（影响粘滑振动的因素） （1）影响粘滑振动的首要因素是蠕滑率和蠕滑力之间的负梯度特性，对粘滑振动形成与否有着决定性作用。 （2）蠕滑力饱和后负斜率不同，可能产生轮对的粘滑振动的频率也不同。蠕滑力饱和后如无下降，无论其他条件如何，均不会发生粘滑振动。 （3）轨道的横向刚度和轮对的扭转和弯曲刚度，轨道的刚度低到一定程度就会使耦合振动消失。调查也发现采用木枕的道岔上没有这种波磨，而整体道床的道岔上有严重的波磨。同样轮对扭转和弯曲刚度的减小也会使耦合振动消失。
TDXJ-1型地铁限界检测系统 产品手册 西南交通大学 成都唐源电气有限责任公司
目录 第一部分技术方案 (1) 1.1 引言 (1) 1.2 项目目的 (2) 1.3 工作原理及方案简介 (2) 1.4 技术条件 (7) 1.5 使用环境 (8) 第二部分硬件使用说明 (9) 2.1设备按钮功能简介 (9) 2.2设备报警声、报警光提示 (10) 2.3开机启动 (12) 第三部分软件使用说明 (14) 3.1引言 (14) 3.2 运行环境 (14) 3.3 系统初始化及启动 (17) 3.4 软件功能介绍及操作说明 (19) 3.5 开始检测 (22) 3.6 数据处理软件功能介绍及操作 (24) 第四部分维护保养说明 (31) 4.1 限界检测系统检修规程 (31) 4.2 常见软件现象及错误提示分析 (32) 4.3 常见硬件现象分析及测试 (33) 4.4 数据的反馈 (33) 4.5 平日日常维护事项 (34)
第一部分技术方案 1.1 引言 隧道是城市轨道交通中重要组成部分，随着车辆的运行和隧道的服役时间的增长，隧道内的一些设备有可能出现螺栓松动、设备脱落等情况，脱落后的物体侵入到设备限界的范围内，严重地危害车辆的运行安全，甚至造成重大地行车事故。 隧道内发生物体侵限故障时，危害主要会造成以下情况： （1）造成电力机车无法正常运行； （2）当运营期间发生侵限故障时，严重影响运输安全，对运营的影响较大，影响时间较长，甚至造成上班乘客滞留，影响社会安定。 《中华人民共和国铁路技术管理规程》第二十条中规定“隧道限界检查应不少于五年一次”。同时大量的工程实践表明，地铁工程建设、竣工验收以及运行维护等环节都需要地铁限界这个重要指标。 目前，在地铁隧道设备限界检测中，检测手段主要局限于静态检测，即主要依据人工实测和经验判断，这种检测方式测量的精度低、工程量大，并且必须是在列车停止运行的情况下进行。由于隧道内限界变化具有突发性的特点，传统的人工检测方式已经不能满足实际工作的需要。因此，研发一种实时、高速、高精度的地铁隧道设备限界动态检测系统，将有助于节省人工、减少开支、提高效率，为地铁隧道安全维护提供依据，提高地铁运行安全性。
铁道行业职业技能鉴定 铁路线路工高级工操作技能考核 准备通知单 试题名称：测量高速铁路曲线钢轨磨耗（无砟轨道） 考核时间：60 min 一、鉴定站准备 1.材料准备 记录用表格。 2.设备设施准备 曲线钢轨磨耗地段100 m线路。 3.工、量、刃、卡具准备 钢轨轮廓仪（台）。 4.考场准备 考试需要在天窗时间内进行，考场要有充足的照明。作业用头灯每人配备一个。 二、考生准备 考生自带劳动保护用品、笔。
铁路线路工高级工操作技能考核试卷 试题名称：测量高速铁路曲线钢轨磨耗（无砟轨道） 一、技术要求 1.能够正确组装仪器，并通过调试使仪器能够正常使用。 2.能够利用仪器检测钢轨的磨耗量。 3.根据检测结果判断钢轨伤损级别，并制定相应的处理方案。 4.作业完毕，整理仪器。 二、考核要求 曲线地段钢轨每10 m各测一处上下股垂磨、侧磨、45度磨耗、总磨耗。 三、考核时限 1.准备时间：0 min。 2.正式操作时间：60 min。 3.计时从考生得到允许作业的命令之时开始，到考生汇报作业完毕之时结束。 4.在规定时间内全部完成，不加分，也不扣分。每超时1 min，从总分扣2分，总超时5 min停止作业。 四、考核评分 考评人数：3人。 评分要点：1.组装仪器的方法正确。2.检测结果及轻重伤钢轨的标记准确。3.提出处理意见。 评分程序：1.作业过程。2.作业质量。 评分规则：1.各项配分扣完为止，不出现负分。2.考评员各自打分，取平均值为总分。 五、否定项 1.未认真执行上下道规定（如未清点工具、材料）。 2.作业中发生磕手碰脚等人身伤害事故。 3.作业完毕工料具发生遗失。
地铁钢轨波磨调研及原因\对策分析 摘要：通过对发生波磨现象的北京地铁线路进行现场调查，总结出北京地铁钢轨波磨的主要特征。分析钢轨波磨产生的原因，发现轨道刚度、阻尼、自振频率、线路平顺性、钢轨硬度及地铁的线路和运营特征是钢轨波磨的敏感因素。针对新建和既有地铁线路，分别提出预防和解决钢轨波磨的对策。 关键词：钢轨；波磨；调研；原因；对策 钢轨投入运行后在表面形成一定规则的周期不平顺现象，就是常见的波浪形磨损，简称波磨（Corrugation）。到20世纪70年代，由于高速重载列车的大量运用，钢轨波磨现象日益严重，由此引发了各国学者对钢轨波磨起因研究的浪潮，形成了许多有价值的波磨形成假说和分析模型[1]。但至今未形成一个统一有效的理论模型来解释波磨初始形成和发展的机理以及波磨形成的关键因素[2]。国内外的大量学者多从不同角度对铁路客运线路和重载货运线路钢轨波磨进行了深入的研究，并从多角度给出了预防和治理钢轨波磨的措施。然而，随着近十年来城市轨道交通在我国的飞速发展，钢轨波磨在地铁运营中产生的负面影响也日益凸显。例如在北京地铁已通车的4、5、10号线上，局部减振轨道通车不到一年便发生了钢轨波磨，严重的地段钢轨打磨后波磨重现时间仅2~4个月。这种出现时间早、复发周期短、打磨后反复发生的波磨现象被称为钢轨异常波磨现象。 地铁钢轨波磨不仅引起了强烈的振动和噪声,增加了养护维修费用，还影响到行车安全，因此有必要对波磨的状况及影响因素进行调研分析，为综合治理钢轨波磨问题提供对策。 1 北京地铁钢轨波磨的现状调查 通过北京地铁近几年通车的几条线路的现场调研和运营单位提供的打磨记录情况，得到钢轨波磨的特征如下： 1.1 钢轨波磨出现时间早，个别线路开通运营仅1个月便在梯形轨枕地段发现了钢轨波磨现象。 1.2 钢轨波磨情况严重：调查发现，异常波磨地段最大矢度达到0.5mm，波长20mm~ 200mm。 1.3 异常波磨地段振动及振动诱发噪声增加显著：现场实测表明，在异常波磨地段，由波磨引起的环境噪声增大约15dB(A)。 1.4 除钢弹簧浮置板道床外, 其余各种轨道结构上均发现了钢轨异常波磨现象，其中以剪切型减振器减振地段最为严重。 （1）采用减振器轨道结构的地段，50%以上的地段，不论直线、曲线均出
城市轨道钢轨检测车 用来检测轨道的几何状态和不平顺状况，以便评价轨道几何状态的特种车辆，简称轨检车。它是保障行车安全、平稳、舒适和指导轨道养护维修的重要工具。根据轨检车的记录，可以发现轨道平顺状态不良的地点，以便采取紧急补修或限速措施，并确定应进行计划维修的里程段落，编制维修作业计划。此外，根据轨检车的记录也可评定轨道的养护水平和整修作业质量. 1.发展沿革 (2) 2.我国轨道检测车的发展 (4) 3.日本轨检车的发展 (4) 4.美国轨检车的发展 (5) 5. 意大利轨检车发展 (5) 6. 法国轨检车发展 (6) 7. 轨检车的发展趋势 (7)
8. 轨道检测车的任务 (7) 9. 轨道探伤技术的发展 (8) 10.多功能安全综合检测车 (10) 11.现上海钢轨探伤车——地铁眼：“大黄蜂”兄弟 (11) 1.发展沿革 早期轨道状态采用人工检测，19世纪70年代出现了轨道检查小车。用人力推行小车和机动的检测小车进行检测。用这些方法检查不能反映轨道在列车车轮荷载作用下的几何状态。因此在19世纪70～80年代，欧洲有些国家开始研究在普通客车上装备检测设备，并出现了一些雏型的轨道检查车。20世纪初，俄国、德国和美国铁路正式使用轴重较大的客重式机械轨检车，检测在轮载作用下
的轨道几何状态，开创了轨道动态检测新阶段。 机械轨检车是借助检测车轮、重铊、杠杆、滑轮、弹簧等机件，由钢丝绳直接牵动绘图笔在纸带上记录检测的结果。这种轨检车的检测速度低，误差大。20世纪50年代末，苏、日等国制成电气轨道检查车。此后各种电测装置逐渐取代了机械检测系统。70年代以前的轨检车，都用弦测法和接触检测小轮来测量轨道的不平顺状况。弦测法的测量值随测量弦的长度与轨道不平顺波长的比值变化，测得的高低等波形，往往与实际轨道不平顺情况有较大的差异。接触检测小轮在高速时，因惰性等影响，误差较大。近十多年来,由于行车速度提高,运量增大，需进一步提高轨道的不平顺性，要求更准确地测出轨道不平顺波形，因而促进了轨道检测新技术的发展。70年代前期，美、英、日等国相继采用惯性基准、无接触检测等先进技术，研制成功用电子计算机自动处理检测数据、能如实地反映轨道状态、检测速度达每小时200公里的现代化高速电子轨道检查车。 近年来，各国使用的现代轨道检查车由检测和数据处理系统（图1）、发电供电系统、空气调节系统、仪表工作室、了望台以及走行转向架等几部分组成。其检测项目有轨道的高低、水平、三角坑、方向、轨距，以及里程和行车速度等。有的还能测量曲线超高、曲率，以及高低方向等轨道不平顺的变化率、曲线通过的均衡速度等。还有些现代轨检车通过测量车体和轴箱的振动加速度、轮轨作用噪声，以及轮轨间的垂直力、水平力、脱轨系数等，为更全面地评价轨道的状态提供依据。现代轨检车能及时提供直观反映轨道状态的波形图，并能提供经车载计算机处理打印成的轨道状态报告表，以及记录在磁带上的轨道状态资料等。有的还可在轨道状态严重不良和需紧急补修的地方，直接在轨道上喷上颜色标记。将磁带记录送地面计算机进一步处理，便可编制出各种轨道状态管理图和轨道整
钢轨损伤之钢轨波磨 班级：09城轨 1班姓名：汪建飞学号：20090110010128 钢轨波磨是轨道损伤的一种主要类型，它是钢轨沿纵向表面出现的周期性的类似波浪形状的不平顺现象，有波长和峰谷两种属性。 钢轨波磨分为三种类型： 1、极短波距波形； 2、短波距波形； 3、长波距波形。 图片如下： 极短波距波形（30-100mm）
短波距波形（100-300mm） 长波距波形（300-1000mm）成都铁路60kg/m轨线路的调查：
钢轨波磨的规律有： 1、波磨波长范围一般为 300-600 mm； 2、波磨一般从钢轨接头处发生,并向钢轨大腰扩展； 3、波磨一般发生在小半径曲线的外侧钢轨上, 而且半径越小, 波磨形成和 发展的速度越快; 坡度越大, 波磨形成也越快； 4、波磨严重程度随轨道类型不同而不同。混凝土枕地段较易发生波磨, 木 枕地段波磨略轻于混凝土枕地段; 5、波磨地段道碴粉化速率快, 道床板结、翻浆冒泥病害严重, 设备损耗率 大, 轨枕失效多, 暗坑、吊枕多。 波磨的危害有： 1、增加工务维修费用 车轮通过波磨地段时, 由于钢轨表面的不平顺, 引起轮轨作用力急剧增大, 使机车车辆和轨道产生剧烈振动, 促使轨道和机车车辆相关部件伤损的产生和发展, 从而增加维修费用； 由于列车通过波磨地段时引起轨道剧烈振动, 致使道碴粉化速率加快,道床翻浆冒泥, 轨道扣件松动, 螺纹道钉、轨距杆大量折断, 轨枕空吊, 胶垫损坏等, 从而极大地增加了工务维修费用。 2、噪声污染 机车车辆通过波磨地段时会产生很大的噪声, 对铁路沿线居民带来很大的 危害。同时这种噪声也会影响乘客, 使他们产生不舒适感。 3、安全隐患 如钢轨波磨严重, 车辆通过波峰时冲击力急剧增大, 而通过波谷时受力减小, 这就容易引起列车减载脱轨, 还容易引起钢轨和车轴的断裂, 影响行车安全。 4、增加能耗
Hans Journal of Civil Engineering 土木工程, 2019, 8(3), 759-771 Published Online May 2019 in Hans. https://www.doczj.com/doc/529582258.html,/journal/hjce https://https://www.doczj.com/doc/529582258.html,/10.12677/hjce.2019.83089 Numerical Analysis of Rail Corrugation in Small Radius Curve Section of Heavy Haul Railway Jia He Shenshuo Railway Branch, China Energy Company Ltd., Yulin Shaanxi Received: May 5th, 2019; accepted: May 20th, 2019; published: May 27th, 2019 Abstract In the field of heavy haul railways, with the increase of the speed and the axle load, the wheel-rail force of the heavy haul railway curve section has also increased significantly, which has led to the deepening of the rail corrugation of the heavy haul railway curve section and directly also has af-fected the normal service of the line. This makes the Chinese government invest a lot of manpower and resources in the maintenance and repair of the rail every year. In this paper, the current situ-ation of rail corrugation in the small radius curve section of Shenshuo heavy haul railway is com-bined with the dynamic simulation software SIMPACK to establish the following vehicle-track coupling model of small radius curve, and the mechanism and influencing factors of rail corruga-tion are analyzed. The study believes that when the train passes the small radius curve, the lateral natural vibration frequency of the wheel pair is close to or integral with the orbital vibration fre-quency, which is the main reason for the formation of the rail corrugation. Moreover, the curve radius and the running speed have a great influence on the rail corrugation. Keywords Heavy Haul Railway, Small Radius Curve, Rail Corrugation, Wheel-Rail Force, Curve Parameter 重载铁路小半径曲线地段钢轨波磨数值分析 贺佳 国家能源投资集团有限责任公司神朔铁路分公司，陕西榆林 收稿日期：2019年5月5日；录用日期：2019年5月20日；发布日期：2019年5月27日
中华人民共和国铁道部部标准 TB 2097-89 钢轨允许磨耗限度 1 主题内容与适用范围 本标准规定了钢轨的垂直磨耗、侧面磨耗及波形磨耗的允许限度。 本标准适用于38、43、50及60kg/m国产与非国产钢轨。 2 总则 2.1 钢轨磨耗超限是钢轨伤损的一种类型。钢轨磨耗量由总磨耗、垂直磨耗与侧面磨耗表征。总磨耗表示由于磨耗而使钢轨头部断面积减少的程度。 总磨耗=垂直磨耗＋侧面磨耗。 2.2 本标准是划分因磨耗而造成的钢轨轻、重伤的依据。磨耗达到重伤限度的钢轨应立即更换，不得再使用于本等级线路上；磨耗轻伤钢轨应注意观察其磨耗的发展趋势及其他类型伤损的相伴发生。 钢轨产生波形磨耗时应及时打磨，波形磨耗钢轨达到允许限值时应立即更换。 2.3 根据下列原则制定钢轨允许磨耗限度； 2.3.1 钢轨磨耗达到允许限度时尚能保证钢轨具有足够的强度与抗弯性能。 2.3.2 钢轨达到允许磨耗限度时机车车辆轮缘在最不利情况下不致接触到接头夹板。 2.3.3 波磨钢轨的波谷深度达到允许限度时不致引起轨道部件的损伤及养护工作量的急剧增加。 3 钢轨允许磨耗限度 3.1 各类钢轨磨耗量达到表1所列数值之一者即为轻伤钢轨。 中华人民共和国铁道部1989-09-01批准 1990-05-01实施
1 TB 2097-89 3.2各类钢轨磨耗量达到表2所列数值之一者即为重伤钢轨。 3.3 波形磨耗分为波纹磨耗与波浪磨耗两种。根据波形磨耗的类型，波谷深度的允许限度值见表3。 注：波纹磨耗波长为30～80mm，波长大于80mm时为波浪磨耗。 4 钢轨磨耗的测量 4.1 钢轨磨耗量测以标准断面为基准。 4.2 垂直磨耗在钢轨垂直中心线处量测。侧面磨耗在钢轨轨顶下14mm处量测，见图1。波形磨耗量测波谷深度。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/529582258.html, 高速铁路钢轨磨耗的分析研究 作者：于家敏 来源：《科学与财富》2020年第02期 摘要：高速铁路列车轴重轻，速度快，钢轨的磨耗有其自身的特点，本文作者通过对全国主要著名的几条高速铁路钢轨磨耗情况的长期跟踪观测，重点分析与总结了高速铁路钢轨的磨耗特点。通过结果表明：高速铁路直线段钢轨的垂直磨耗量与磨耗速度相对比较小，而小半径曲线地段钢轨的侧面磨耗严重，已影响到钢轨的使用寿命。建议在小半径曲线地段使用在线热处理钢轨，同时进行钢轨润滑，以减少钢轨磨耗。 关键词：高速铁路;钢轨;垂直磨耗;侧面磨耗 引言钢轨磨耗是影响钢轨使用寿命的重要因素，按照磨耗的部位的不同，钢轨磨耗分为垂直磨耗与侧面磨耗，其中垂直磨耗在钢轨轨顶面宽三分之一处，距标准工作边测量，侧面磨耗在钢轨踏面，按标准断面下的16毫米处测量。目前，普通速度的钢轨的垂直磨耗，侧面磨耗重伤标准分别是11毫米与19毫米，高速铁路钢轨的垂直磨耗，侧面磨耗重伤标准分别是10毫米和12毫米。直线段钢轨的磨耗以垂直磨耗为主，而曲线段钢轨上股以侧面磨耗为主，下股以垂直磨耗为主。 高速铁路列车轴重轻，速度快，钢轨的磨耗有其自身的特征。我国高速铁路钢轨磨耗虽然己经开展了一些研究。但由于我国高速铁路尚处于运营初期，高速铁路钢轨的磨耗特征及规律还需要持续的跟踪研究。本文通过对我国高速铁路钢轨磨耗情况的长期跟踪测量，分析总结了高速铁路钢轨磨耗的一些规律及特点。研究结果表明：尖轨和基本轨磨耗发展呈现逐渐收敛的趋势;基本轨垂向磨耗在轮载过渡区前后较大，在轮载过渡区相对较小，直尖轨垂向磨耗比曲尖轨更严重;曲尖轨侧向磨耗明显大于直尖轨，在轮载过渡区前侧向磨耗较小，轮载过渡区侧向磨耗明显，基本轨侧向磨耗主要集中在尖轨前端及岔前区域，直基本轨侧向磨耗比曲基本轨更严重。试验结果可为磨耗仿真研究提供试验验证，同时可为高速道岔的养护维修提供科学指导。 一.磨耗的跟踪观测情况 从2008年我国第一条高速铁路开通以来，开始对多条高速铁路钢轨的磨耗情况进行了长期的跟踪观测，测点布置及观测时间。利用轨头廊形测量仪对钢轨测点测量了轨头外形，然后利用软件计算出钢轨的垂直磨耗和侧向磨耗。 二.磨耗的分析与结果 1.直线段钢轨外形与磨耗情况
钢轨波磨的测量及评价 钢轨波磨的测量及评价是研巧钢轨波磨问题的重要基础。 在研究钢轨波磨产生的原因时，需要精确的描述典型地段波磨的表现形式，总结出钢轨波磨的波长成分及特征，波磨发展的规律Ｗ及不同轨道形式下钢轨波磨的表现特征等。然而，由于钢轨波磨是与线路长度方向相关的由不同波长、不同相位和不同幅值的随机不平顺波叠加而成的随机过程，采用简单的测量方式仅仅能够提供极为有限的定性的数据。另外，虽然在某些严重地段能够通过肉眼观察到波磨在钢轨走行带上产生的明暗光斑，由于波磨的波深幅值是微米级的单位，肉眼Ｗ及－般测量工具并不能准确测量波磨的特性及发展规律。所研巧钢轨的精确测量及评价，对确定钢轨波磨产生的原因具有重要的意义。 在评价所采用的减少波磨的整改措施是否合理有效时，
也需要具体的测量数据作为衡量指标。调整轨道或者车辆参数是缓解钢轨波磨的常用措施之一，然而，由于钢轨波磨产生的机理复杂，影响因素巧多，例如轮轨共振型的钢轨波磨，通常会出现多个共振点，造成不同波长成分的钢轨波磨，判断波磨特性随着轨道参数的改变，需要通过精确的测量才能捕捉到该整治思路的正确性。 另外，对钢轨进行周期性打磨，可Ｗ最大限度地控制钢轨波磨的发展，不仅能有效减少轮轨间的冲击作用、延长钢轨和车辆部件的使用寿命、减少轨道维修费用，而且对减轻振动及噪声污染有着重要的意义。然而过于频巧的打磨，不仅要求工务部门的打磨设备，増加更多的维修养护王作量，而且还会导致钢轨由于打磨的损耗而缩短使用寿命。因此，如何确定合理的打磨周期及打磨起始深度，使打磨工作更趋
合理化，仍是一个值得研究的问题，而及时、精确地測量出钢轨波磨值，是制定合理钢轨打磨策略的至要前提。
2010年9月第36卷第9期北京航空航天大学学报J o u r n a l o f B e i j i n g U n i v e r s i t y o f A e r o n a u t i c s a n d A s t r o n a u t i c s S e p t e m b e r 2010 V o l .36 N o .9 收稿日期:2009-07-16 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50727502,60804060);铁道部科技研究开发计划资助项目(2008G 020-C ) 作者简介:孙军华(1975-),男,湖北荆门人,副教授,s j h @b u a a .e d u .c n . 基于结构光视觉的钢轨磨耗测量方法 孙军华 王伟华 刘 震 张广军 (北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,北京100191) 摘 要:分析了基于结构光视觉的钢轨磨耗测量原理,提出一种钢轨磨耗车载动态测量方法.结构光视觉传感器安装在列车底部,测量钢轨内侧横断面轮廓.以钢轨轨腰轮廓作为测量基准,利用最近点迭代(I C P ,I t e r a t i v e C l o s e s t P o i n t )算法确定光平面测量坐标系到设计 坐标系的旋转矩阵和平移向量,将测量轮廓与设计轮廓对齐,在此基础上计算磨耗值.与已有的方法相比,该方法无需单独设置用于基准测量的视觉传感器,采用同一传感器实现了基准测量和磨耗测量,有效降低了系统成本,操作性强,且无需进行多传感器的全局校准,保证了测量精度.实验结果表明:该钢轨磨耗测量方法具有较好的重复性精度. 关 键 词:钢轨磨耗;结构光;基准对齐;最近点迭代匹配中图分类号:T N 247 文献标识码:A 文章编号:1001-5965(2010)09-1026-04 R a i l w e a r m e a s u r e m e n t m e t h o d b a s e d o n s t r u c t u r e d -l i g h t v i s i o n S u n J u n h u a W a n g W e i h u a L i u Z h e n Z h a n g G u a n g j u n (S c h o o l o f I n s t r u m e n t S c i e n c ea n dO p t o -e l e c t r o n i c s E n g i n e e r i n g ,B e i j i n gU n i v e r s i t y o f A e r o n a u t i c s a n dA s t r o n a u t i c s ,B e i j i n g 100191,C h i n a ) A b s t r a c t :T h e p r i n c i p l e o f r a i l w e a r m e a s u r e m e n t b a s e d o n s t r u c t u r e d -l i g h t v i s i o n w a s a n a l y z e d .Am e t h -o d f o r d y n a m i c a l l y m e a s u r i n g r a i l w e a r s i nv e h i c l e -m o u n t e dw a s p r o p o s e d .T h e s t r u c t u r e d -l i g h t v i s i o ns e n s o r w a s i n s t a l l e d a t t h e b o t t o m o f t h e t r a i n ,a n d t h e s e c t i o n p r o f i l e o f t h e r a i l w a s m e a s u r e d .T a k i n g r a i l w a i s t a s m e a s u r e m e n t b e n c h m a r k ,t h e r o t a t i o nm a t r i x a n dt r a n s l a t i o n v e c t o r b e t w e e n l i g h t -p l a n e c o o r d i n a t e f r a m e a n d d e s i g n e d c o o r d i n a t e f r a m e w e r e e s t i m a t e d b y i t e r a t i v e c l o s e s t p o i n t (I C P )a l g o r i t h m ,t h e n ,t h e r a i l w a i s t p r o -f i l e w a s r e g i s t e r e d t o d e s i g n e d p r o f i l e ,b a s e d o n w h i c h t h e r a i l w e a r s w e r e c a l c u l a t e d .C o m p a r e d w i t h p r e v i o u s m e t h o d s ,t h e p r o p o s e d m e t h o d d o e s n o t n e e d a s p e c i a l l y v i s i o n s e n s o r t o m e a s u r e t h e b e n c h m a r k . B e n c h m a r k m e a s u r e m e n t a n d w e a r m e a s u r e m e n t a r e a c h i e v e dw i t h o n e s a m e v i s i o n s e n s o r .S y s t e m c o s t i s e f f e c t i v e l y r e -d u c e d ,a n d i t i s o p e r a b l e .M e a s u r e m e n t a c c u r a c y i s a l s o g u a r a n t e e d d u e t o n o n e e d o f g l o b a l c a l i b r a t i o no f m u l t i -s e n s o r .T h e e x p e r i m e n t a l r e s u l t s s h o wt h a t t h e r e p e a t a b i l i t y p r e c i s i o n o f t h e m e t h o d i s h i g h . K e y w o r d s :r a i l w e a r ;s t r u c t u r e d -l i g h t ;b e n c h m a r k a l i g n m e n t ;i t e r a t i v e c l o s e s t p o i n t 钢轨磨耗检测是铁路安全运营的重要保证,对于制定合理的铁路运输计划和降低维护成本非常重要 [1-2] .长期以来,对钢轨磨耗的检测都是由 人工采用专用卡尺抽样检测,这种方式效率低下, 无法实现动态测量,且耗费大量人力物力,在测量中不可避免地引入了测量者的人为因素,影响了测量的精度和可靠性. 目前,随着机器视觉测量技术的发展与日臻 成熟,基于结构光视觉的钢轨磨耗测量已受到广泛的重视.磨耗的测量均需选取有效的测量基准,将视觉传感器测量得到的钢轨轮廓与标准设计轮廓对齐,然后根据磨耗定义计算磨耗值.文献[3] 选取钢轨头部未被磨损的一侧作基准,采用一种基于近景摄影测量中的二维直接线性解析纠正方法,通过坐标变换实现左右轮廓图像的对准.该方法光条不易受遮挡,便于在线处理.但需要两个视 DOI :10.13700/j .bh .1001-5965.2010.09.023