單軌波磨測量小車(CAT)在地鐵運營中的應(yīng)用分析

1波磨測量小車(CAT)概述

單軌波磨測量小車(CAT)系統(tǒng)專用于在現(xiàn)場測量及分析鋼軌縱向波紋。

1.1單軌波磨測量小車(CAT)組成

手推小車包括兩個活動組件:

(1)沿兩根鋼軌運行的加速計感應(yīng)器,用于測量波磨。

(2)計數(shù)器一個,當(dāng)小車沿軌道行駛時,定期發(fā)射出脈沖,以便確定小車的位置。

內(nèi)置于CAT系統(tǒng)里的后期處理軟件可對鋼軌位移后運行進(jìn)行檢驗,并將位移分析成幾個固定的波長范圍和一個用戶定義的波長范圍,還可統(tǒng)計出其他數(shù)據(jù)。l.2單軌波磨測量小車(CAT)功能

對原始或經(jīng)過濾波器的位移圖像進(jìn)行分析還能得出以下統(tǒng)計數(shù)據(jù):

(1)移動平均峰間位移:

(2)移動平均均方根(RMS)位移:

(3)塊平均均方根(RMS)位移。

每個統(tǒng)計波長范圍組合皆可有不同的平均窗,原始數(shù)據(jù)或原始數(shù)據(jù)的某個區(qū)段也會被分析處理用于提供RMS位移的1/3倍頻程分析(通過波長)。除用于上述所有鋼軌波磨圖的測量之外,通過仿真輪可對數(shù)據(jù)選擇性地進(jìn)行預(yù)處理,以此確定測量輪軸的位移輪廓,這在鋼軌噪聲的預(yù)測方面是非常有用的。

2單軌波磨測量小車(CAT)應(yīng)用分析

2.1說明

檢測地點:大連地鐵2號線(K16＋300~K17＋000曲下股)。

檢測原理:波磨儀采用接觸式檢測、慣性基準(zhǔn)法原理(圖1),光電位移計進(jìn)行測量計算分析。

將采集的原始數(shù)據(jù)波形圖,通過類似于傅里葉變換的算法,基于一系列的正弦和余弦函數(shù)來擬合出原始數(shù)據(jù)的波形,之后再將這一系列的正弦和余弦函數(shù)按4個波段組合起來,形成不同個波段的波形圖。波磨分析執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)見鐵運(2012)83號《高速鐵路無碓軌道線路維修規(guī)則(試行)》,如表1所示。

2.2波磨分析

2.2.110~30mm波長分析

如圖2所示,10~30mm波長整體波磨檢測圖像(按采樣窗600mm,谷深平均值0.02mm設(shè)定分析)超限率為0%。

2.2.230~100mm波長分析

如圖3所示,30~100mm波長整體波磨檢測圖像(按采樣窗600mm,谷深平均值0.02mm設(shè)定分析)超限率為29%。

2.2.3100~300mm波長分析

如圖4所示,100~300mm波長整體波磨檢測圖像(按采樣窗1000mm,谷深平均值0.03mm設(shè)定分析)超限率為71%。

2.2.4300~1000mm波長分析

如圖5所示,300~1000mm波長整體波磨檢測圖像(按采樣窗5000mm,谷深平均值0.15mm設(shè)定分析)超限率為2%。

2.3波磨綜合分析

對上述4個波長范圍內(nèi)超限率進(jìn)行分析,100~300mm波長超限率最大,為71%,屬中短波嚴(yán)重超限問題。

2.4波磨超限統(tǒng)計

根據(jù)綜合分析結(jié)果,確定100~300mm波長超限率最高,按谷深平均值0.03mm設(shè)定,具體超限范圍地段如表2所示。

2.5建議整治區(qū)段

根據(jù)綜合分析結(jié)果,按100~300mm波長分析,以5m為打磨長度單位進(jìn)行區(qū)段統(tǒng)計分析,得出以下區(qū)段需打磨,如圖6所示。

2.6波磨產(chǎn)生噪聲分析

經(jīng)過與標(biāo)準(zhǔn)基線的對比,可綜合分析得出波長在140~230mm范圍內(nèi)產(chǎn)生的噪聲較為明顯,普遍超過標(biāo)準(zhǔn)基線20dB左右,如圖7所示。

3結(jié)語

綜上所述,大連地鐵應(yīng)結(jié)合建設(shè)和運營維修特點,形成一定的評價指標(biāo),科學(xué)評價鋼軌波磨等級,按照公司相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制度和管理理念,制定鋼軌打磨標(biāo)準(zhǔn),合理安排打磨計劃,完善鋼軌打磨驗收制度,控制鋼軌波磨的發(fā)生發(fā)展速率,努力改善地鐵軌道和車輛病害頻發(fā)的現(xiàn)狀,提升地鐵運營安全水平。