基于实车试验的大跨度桥梁轨道静态长波高低不平顺验收标准验证

由于温度、施工偏差、二期恒载等因素影响,高速铁路大跨度桥梁成桥线形与设计线形存在较大差异,且矢距差法不适用于大跨度桥梁和地基大面积沉降等区域的轨道线形验收。针对速度为250 km/h的高速铁路有砟轨道大跨度桥梁,基于轨道高低不平顺不同弦测值与车体垂向振动加速度之间的相关性,提出高低不平顺60 m弦测值与车体垂向振动加速度之间的关联关系,进而给出桥上轨道静态高低长波不平顺60 m中点弦测值10 mm的验收限值建议,最后在某主跨为672 m的高速铁路斜拉桥上预设“四峰三谷”形式的轨道高低不平顺并进行实车验证,证明此限值建议的合理性。结果表明:对于速度为250 km/h的高速铁路,车体垂向振动加速度与不平顺60 m弦测值之间呈线性关系;大跨度桥梁温度变形显著,整体表现为桥面高程与温度成反相关关系,但桥梁温度变形主要表现为长波不平顺;预设的60 m余弦波形式的轨道高低不平顺主要影响行车舒适性,对安全性影响较小,且列车速度在275 km/h及以下时,产生的车体垂向振动加速度最大值为0.98 m/s2,舒适性指标最大为2.47,评价为“优秀”,接近优秀/良好分界线。

基于轨道倾角积分的长波高低轨道不平顺测量方法

高效且准确地对长波轨道不平顺进行监测是轨道几何测量领域的难点。分析两类惯性基准动态检测方法的测量误差来源,认为转向架与轨道间的“冲角”是造成长波不平顺测量精度损失的重要因素;为此,重新设计检测系统硬件结构,引入点头陀螺仪传感器和测距组件,在轨道平面建立“短弦”测量模型,推导基于误差状态扩展卡尔曼滤波估计的俯仰轨道倾角测量算法;通过补偿滤波与空间域积分等信号处理方法,计算长波高低轨道不平顺。现场试验表明:该方法有效复原7~200 m以内的长波高低不平顺;当截止波长为200 m时,相比传统的惯性基准法,平均精度增加了81%~88%,且受检测速度影响小;统计系统重复检测误差的95%分位数在1.5 mm以内,在大跨度桥梁形变与路基沉降监测等领域具有较好的应用前景。

长波高低不平顺与车体垂向加速度关联模型研究

轨道不平顺是车辆振动的主要激励源,随着车辆运营速度的增加,引起车辆振动加剧的不利波长也在变化。本文利用谱分析方法对0号高速综合检测列车实测数据进行分析,得到高速条件下长波高低不平顺和车体垂向加速度在空间频域上的分布规律,分别采用非参数模型和ARX模型构建长波高低不平顺与车体垂向加速度之间的关联关系,并利用系统辨识技术对两种模型的传递函数进行估计。通过将两种关联模型分别与长波高低不平顺结合,实现车体垂向加速度的预测;并与实测车体垂向加速度进行相关性和相干性分析。结果表明,两种模型均能较好反映长波高低不平顺与车体垂向加速度之间的传递关系。通过比较,ARX模型比非参数模型更精确。

长波高低和长波轨向的检测应用探讨

长波高低和长波轨向是影响线路高平顺性及舒适性的重要因素。从长波高低和长波轨向不平顺的特点和检测方法出发,结合波形图,借鉴既有短波高低和短波轨向的整治方法,对竖曲线变坡点地段、无缓和曲线或缓和曲线较短的大半径短曲线地段以及钢梁桥及桥涵路基连接地段等特殊线路的情况进行探讨,提出整治长波高低和长波轨向的有效措施。

轨道高低长波管理探讨

随着列车速度的提高。以往列车轮轨间作用不明显的长大轨道几何不平顺（长波）现象逐渐开始影响到提速列车的运行安全和旅行舒适度。西安铁路局宝鸡工务段管内陇海线西宝提速区段。常兴至降帐区间2006年11月份至12月曾发生多起晃车。现场用道尺、20m弦绳实测无超限。而人工肉眼观测检查发现存在长大高低不平顺和长大方向不平顺。这对长大轨道不平顺检测管理提出新的要求。本文结合轨道坡度测量探讨了高低长波的检测。

高速铁路竖曲线对轨道动态不平顺的影响

研究目的:高速铁路部分竖曲线区段长期存在长波高低不平顺超限和舒适度不良的问题。本文基于大量动检数据,分析竖曲线参数设置对轨道动态不平顺的影响,提出综合考虑长波高低不平顺和车体垂向加速度两方面的实设竖曲线参数优化策略。研究结论:(1)竖曲线长度大于动态检测的最大截止波长时,长波高低不平顺在竖曲线起终点处呈现出一对近似对称的简谐波,竖曲线段波峰方向与实际一致;竖曲线长度小于动态检测的最大截止波长时,这对简谐波在竖曲线区段内的两个波峰将合并成一个波峰,幅值约是原来的2倍;(2)设计速度350 km/h且最小竖曲线半径取25000 m时,车体垂向加速度达到0.59 m/s2,超过经验值0.40 m/s2;(3)设计速度350 km/h和300 km/h条件下,在坡度代数差大于或等于3.3‰时,实设最小竖曲线半径宜取25000 m,在小于3.3‰时宜取30000 m;设计速度250 km/h条件下,在坡度代数差大于或等于2.8‰时,实设最小竖曲线半径宜取20000 m,在小于2.8‰时宜取25000 m;(4)精调实践验证了增大竖曲线半径可以显著降低竖曲线区段的长波高低不平顺,提高旅客乘坐舒适度,可为高铁线路养护维修提供理论支撑和有效方法。

基于空间状态辨识理论的高速铁路车体垂向加速度预测模型

轨道不平顺是引起车辆振动的主要激励源。深入分析轨道高低不平顺与车体垂向加速度关联关系动态,掌握轨道结构传递特性,对科学评价车辆、轨道的服役状态及精准指导线路养护维修具有重要意义。基于系统辨识理论,以我国高速综合检测列车车载检测系统在一高速铁路上的实测轨道不平顺及车体垂向加速度样本数据为基础,通过平均周期图谱法计算检测数据功率谱密度及其相干函数,用状态空间方法构建长波轨道高低不平顺与车体垂向加速度之间的传递模型,并用关联模型传递函数及实测数据对所建模型进行验证。结果表明:模型预测的车体垂向加速度与相应实测数据有较强的线性相关性;利用合理阶数的状态空间模型,能够有效辨识长波轨道高低不平顺与车体垂向加速度之间的传递关系。