峰值管理方法概述

峰值管理是通过对轨道不平顺指标的幅值进行控制，进而保证列车运行安全及旅客乘坐舒适的轨道不平顺管理方法。一方而它能够找出轨道的局部病害以及病害的类型，程度和所在的位置，特别是对确定需要做紧急补修和局部修理的轨道病害非常实用，因此是一种广泛实用的方法.但是另一方面仅用超限峰值的大小和多少，不能全面评价轨道区段的平均质量状态，它既没有反映超限长度的影响，也没有反映轨道不平顺变化率和周期性连续不平顺所产生的谐波的影响，存在明显的缺陷.下而介绍国内和国外各种轨道的局部管理方法。1、国内轨道质量的局部管理方法我国对于轨道质量的局部评价方法是峰值扣分法.该方法从轨道的凡何尺寸和动力指标的角度，以1000m为单位计算总扣分的方式评定轨道的质量.其具体的方法是测量轨道各参数每个测点的幅值大小，来判定测点的峰值是否超过规定的界限，并根据超限的不同等级进行扣分，在确定的轨道区段范围内，统计各级超限数量及各参数的扣分数,用加权计算方法获得数值来评价轨道质量状态.其中检查项目包括轨距、水平、高低、轨向、三角坑、车体垂向振动加速度和横向振动加速度七项。不平顺超限等级一般分为四级.随若速度的不同，各个管理标准值也不同，速度越高，管理标准越严格。各级超限等级划分及扣分标准如下：1）I级为保养标准，每处扣1分：2）II级舒适度标准，每处扣5分；3）III级为临时补修标准（紧急补修），每处扣100分；4）IV级为限速标准，每处扣301分。高速有碓和无炸轨道各级不平顺偏差值管理值相同具体数值见表1-1,1-2表l-1200-250km/h线路轨道动态质量容许偏差管理值项目经常保养舒适度临时补修限速(160km/h)偏差等级I级II级III级IV级轨距（nm）+4-3+6-1+8-6+12-8水平（inm）581013扭曲（基长3m）（mm）46810高低（iron）波长1.542m5B1114轨向（皿）57810高低（mm）波长L570m01015/轨向（iran）5812/车体垂向加速度（m/s2）1.01.52.02.5车体横向加速度（m/s2）0.60.91.52.0轨距变化率（基长3m）（%o）1.01.2/注：衣中管理值为轨道不平顺实际幅值的半峰值:水平限值不包含曲线按规定设置的超高值及超高顺坡量; 扭曲限值包含缓和曲线超高顺坡造成的扭曲量；车体垂向加速度采用20Hz低通滤波，车体横向加速度I、II级标准采用0.510Hz带通滤波处理的值进行评判，III、IV级标准采用10Hz低通滤波处理的值进行评判： 避免出现连续多波不平顺和轨向、水平逆向复合不平顺。表1-2250（不含）300km/h线路轨道动态质鼠容许偏差管理值项目经常保养舒适度临时补修限速(200km/h)偏差等级I级II级III级IV级轨距（nm）+4+6-4+7-5+8-6水平（mm）5厂078扭曲（基长3m）（mm）4厂078高低（mm）波长1.542m46810轨向（iron）4567高低（mm）波长1.5120m791215轨向（iron）681012夏合不平顺（mm）68/车体垂向加速度（m/s2）1.01.52.02.5车体横向加速度（m/s2）0.60.91.52.0轨跆变化率（基长3m）（谿）1.011.2/注：表中管理值为轨道不平顺实际幅值的半峰值； 水平限值不包含曲线按规定设置的超高值及超高顺坡最； 扭曲限值包含缓和曲线超高顺坡造成的扭曲量； 车体垂向加速度采用20Hz低通滤波，车体横向加速度I、II级标准采用0.510Hz带通滤波处理的值进行评判，III、IV级标准采用ICHz低通滤波处理的值进行评判： 夏合不平顺指水平和轨向逆相位其合不平顺，按水平和1.542m轨向代数差计算。避免出现连续多波不平顺。轨道区段（1km）扣分数计算公式如下：47i-lj-7式中s-每公里扣分数；K一一各级超限扣分加权系数，对应于各级超限的扣分值；%_不同检测项目的加权系数：C|j一一不同检测项目的各级超限个数。2、国外轨道质量的局部管理方法法国高速铁路对轨道状态的评价与控制按轨道的质量状态采用目标值外、警告值队、干预值0和限速值丘的四级管理的标准，同时还用车体振动加速度和转向架振动加速度来评价轨道质量状态;四级管理方法的具体内容：（1）目标值（V。）一指新线铺设或维修作业后应达到的质量标准。（2）警告值（）一对达到或超过该值的轨道不平顺要实施重点观测，分析其发展变化情况并做出维修计划。（3）干预值（分）一对于达到或超过该值的地点或区段实施必要的维修作业，一般在15天内予以实施并使其达到目标值。(4) 限速值(乙)一对于达到或超过该值的地点或区段列车必须降速行驶，并以任何可能的手段包括手工作业予以整治。根据试验研究结果，长波长轨道不平顺对高速列车舒适性的影响较为显著,因此，法铁对轨道不平顺的管理用“传统基长”和“扩展基长”两种检测数据来评价、管理、维修轨道。表1-3是法国高速铁路轨道不平顺管理标准。表1-3法国高速铁路轨道不平顺管理标准项目横向振动加速度高低/mm轨向/mm车体转向架12.2m基长半峰值31m基长峰值10m基长半峰值33m基长峰值Vo32矶1.23.55106122.26.1018816V,2.8815241220德国用SR方法即干扰值来评价轨道状态.它不仅能评价轨道的几何状态还能考虑由此引起的动力响应.具体按SR。、SR,、SRg、ST?*和级评价轨道状态.评价指标包括轨道凡何状态指标，机车车辆所受轨道横向力、垂向力、车体横向加速度及垂向加速度等。SR方法一般按25m区段的干扰值及反应值来诊断线路病害的性质。德国轨道的局部不平顺的评价标准见表：表14德国轨道干扰(不平顺)的评价标准(140300km/h)顺序评价项测量基线单位峰值类型SR。SRiSRiooSRmSRn.1高低2.6/60mmm峰/峰值610142035三角坑25mmm平均/峰值13203.0水mm平均/峰值461?204轨向40/60mmm峰/峰值610142035德国主要是制定限速管理标准来实现轨道的局部不平顺的管理。德国高速铁路对轨道不平顺管理分为五级.具体管理内容如下：(D一级:该值表明安全储备很大，轨面状况良好，不需进行评定。(2) 二级:称为安全储备释放值，超过此值，表明轨面仔不平顺，对安全储备开始有影响，需要进行详细评定。(3) 三级:该值表明，除对安全储备有影响外，还会影响到技术经济上的储备合理性，需要安排计划维修。(4) 四级:超过这个值，不仅会对安全储备有较大影响.还会对机车车辆及轨道的破坏产生较大(规范不允许)的影响，需要进行紧急补修。(5) 五级一个宜接影响安全的极限值.即安全储备己完全用尽，需对高速列车进行限速运行，并采:这是取-切必要的维修措施立即予以消除。英国铁路把单元轨道区段定为200m(1/8英里)，利用高速轨检车摘取各项轨道几何参数超过规定限界值的峰值，并统计超限峰值的个数。下表为对应的轨道超限限值。表1-5英国轨道超限限制值项目水平高低轨向超限等级线路等级L1L2L1L2L1L2高低A6205$20825B620612201120C720815201220D820919201520H本铁路在线路开通时遵循“预防维修”的构想，即设定预防性限制值，并在线路儿何形位达到此范围内进行维修，日本新干线对轨道状态的评价和管理分为5级，随着列车.速度的提高，对轨道不平顺的管理还增加了40m弦长管理值.下面是5级管理方法的内容，(1)验收目标值工程施工和维修作业完成后应达到的质量目标值。C)计划维修目标值在制订维修计划时，为了决定应该作为整修对象的轨道变形位置的目标值。(3) 舒适度管理目标值为了确保列车的良好的乘车舒适度的目标值。(4) 安全管理目标值是在必须实行慢行的限度之前进行预防性管理的目标值，当轨道不平顺达到或超过该值时，将会对高速行车安全性有显著影响，应限期(一般15天)做紧急补修。(5) 慢行管理目标值是当轨道不平顺达到或超过该值时，在安全管理上需要实行慢行的目标值。当检测到超过该数值时，立即安排随后的列车慢行，并且在当天晚上进行紧急修理.表1-6口本新干线轨道不平顺管理目标值类别单位作业验收目标值计划维修目标值舒适性管理目标安全管理II标值160km/h慢行管理值高低mmW4671015轨向mmW3446910m弦法轨距mm2+6-4+6-4+6-4轨道不平顺水平mmW3557平面性yuti/2.5m345640m弦法高低轨向nmmm71067轨面凹凸不平顺mm/m0306车体加速度垂向g（全振幅）0250.25035045横向g（全振幅）0.200.20030035美国和加拿大以重载运输为主的国家，在保证行车安全的前提下，经过试验研究，采用6级管理限值的方法.表1-7美国轨道不平顺限速管理安全标准（美FRA安全法规，1998年修订）项目线路等级允许速度（km/h）轨距（mm）轨向（mm）高低（mm）水平(mm)til曲(mm)货乍客车最小值最大值测量弦长（m）测量弦长（in）缓和曲线9.418.937.89.418.937.89.4m内18.9m内162414221473127767651764048142214677670511457三64961422146732(曲)4457443251四961291422146025(曲)3851322544五1291451422146023（曲）19（直）16（曲）32251938六1771422145413/1019/1338/2525/1925/1914/3238七2011422145413/1013/1032/2225/1925/1938/2538八2571422145413/1013/1019/1319/1325/1932/2238九3221429145413/1013/1019/1313/1019/1332/2238注：“/”上为单个不平顺限值，“/”卜为三个连续非重叠不平顺限值欧洲高速线路轨道的局部管理采用不同波长范围对特定的检测项目峰值设置标准进行评价。表1-8欧洲300km/h线路轨道平顺性标准波长范闱项目标准峰值200m区段标准差（80%的概率）025m高低5mm07mm水平8mm10mm方向6mm07mm轨距5mm07mm扭曲6min2570m高低1.3mm水平20mm方向1.3mm70120m高低20mm水平27mm方向34mm