基于构架横向位移的轨道服役状态评价方法研究

来源 :中国铁道科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:waterhunter
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轨道状态直接影响轨道-车辆系统运行安全性和乘坐舒适性,必须进行例行检测和长期跟踪监测。随着高速铁路服役时间不断增加,各类轨道问题开始显露。因此需要以工程应用为导向,建立更为完善、完备的检测监测体系。在建、新建线路进一步充实现有铁路网,也对检测效率提出了更高要求。因此,以高精尖移动装备为主导的动态检测技术将在铁路基础设施状态检测监测中发挥更为重要的作用。除数据获取外,动态检测技术的另一核心为多源检测数据分析。为更好认识、利用检测数据,本文依托高速综合检测列车采集到的大量构架横向位移,在滤除信号弹性成分、挖掘典型工况下构架横向振动特征的基础上开展了基于动车组通过性能的轨道服役状态评价方法研究,主要工作共包含四个方面:(1)建立车辆系统动力学微分方程,结合机械系统自由振动理论推导得到无阻尼状态下转向架悬挂模态频率计算公式。结合根据真实动车组技术参数得到的模态频率和实测数据结果,确定出适用于构架横向响应数据且能够有效提高信噪比的滤波频带:0.1~20 Hz。(2)从时域、频域角度对包含同一动车组通过不同速度级线路、同车同速度级不同轨道区段、同车同线不同半径曲线、常见车轮踏面镟修前后等在内的典型工况下的构架横向振动特性进行分析与讨论,初步掌握了相关振动规律。(3)目前轨道状态管理通过峰值管理和均值管理两种手段进行,但同幅值不同表现形式的轨道几何状态往往引起不同的车辆动态响应的情况。鉴于此提出基于当量冲击率的局部轨道状态评价方法。在大量数据分析结果基础上给出不同速度等级线路的建议阈值。实测数据分析结果表明该方法能够有效识别定位出影响构架横向振动的局部轨道状态不良位置。(4)当量冲击率指标重点刻画构架横向位移幅值特点,模糊了区段特征。为实现区段轨道状态评价,借助时频分析等方法从能量、信号组成两方面提出通过评价动车组横向运动稳定性以间接实现区段轨道状态评价的方法。考虑到横向稳定性不良问题发生率不高,结合构架横向位移数据特点,提出能够提高诊断效率的问题区段初筛指标低频占比率。经实测数据分析验证方法有效可靠。
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