轨道不平顺管理基本概念

1、轨道不平顺定义及形式在线路的平直道区段，钢轨并不是呈理想的平直状态，两根钢轨在高低和左右方向相对于理想的平直轨道呈某种波状变化而产生偏差，这种几何参数的偏差就称为轨道不平顺。

按激扰区分：垂向不平顺，横向不平顺，复合不平顺按波长区分：短波，中波，长波按形状特征：正弦，余弦、凸台按轮载作用：静态、动态高低不平顺水平不平顺水平不平顺，是指左、右轨对应点的高差所形成的沿轨长方向的不平顺，它是由轨道高低不平顺所派生的。

此外，也可将轨道水平不平顺按左右两轨的高差所形成的倾角来表示。

轨道水平不平顺是引起机车车辆横向滚摆耦合振动的重要原因。

方向不平顺轨道方向不平顺，是指左右两根钢轨沿长度方向在横向平面内呈现的弯曲不直，其数值以实际轨道中心线相对理论轨道中心线的偏差来表示。

轨道方向不平顺是由于轨道铺设时的初始弯曲、养护和运用中积累的轨道横向弯曲变形等原因造成。

轨道方向不平顺激发轮对产生横向运动、是引起机车车辆左右摇摆和侧滚振动的主要原因。

轨距不平顺轨距不平顺，是指左右两轨沿轨道长度方向上的轨距偏差，其数值以实际轨距与名义轨距之差来表示。

轨距不平顺对机车车辆运行的横向稳定性及曲线磨耗影响较大，轨距过大会引起掉道。

轨距若在短距离内变化剧烈，即使不超过允许标准也会使车辆的摇晃和轮轨间的横向水平力增大。

复合不平顺方向水平逆相复合不平顺：引起脱轨的重要原因曲线头尾几何偏差不同波长不平顺0.01-200m波长的不平顺常见；短波不平顺：轨面擦伤、剥离、焊缝、波磨；中波不平顺：1-30m，钢轨轧制，12.5m，25m特征长度；长波不平顺：30m以上，不均匀沉降，挠曲变形等。

轨道不平顺轨道不平顺1、轮轨系统激扰是引起车辆—轨道耦合系统振动的根源。

2、总体而言，轮轨系统激扰可分为确定性激扰和非确定性激扰两大类别。

非确定性激扰主要是轨道几何随机不平顺。

确定性激扰则由车辆和轨道两个方面的某些特定因素造成。

车辆方面的因素较为单一，主要是车轮擦伤、车轮踏面几何不圆及车轮偏心等；轨道方面的因素较为复杂，既有轨道几何状态方面的因素，如钢轨低接头、错牙接头、轨道几何不平顺、轨面波浪形磨耗等，又有轨下基础缺陷方面的因素，如轨枕空吊、道床板结、路基刚度突变等。

3、在很多情形下，轨道几何不平顺可以用单个或多个简谐波来近似描述。

例如，因焊接接头淬火工艺不良，在车轮反复作用下造成轨头局部压陷，属于单个谐波激扰；又如，在世界各国铁路上普遍存在的钢轨波浪形磨耗，呈现在钢轨顶面的是一定间距的起伏不平的波浪状态，是典型的连续谐波激扰。

另外，当车轮质心与几何中心偏离时，也将给钢轨系统造成周期性简谐波激扰。

所有这些，采用正（余）弦函数来描述是简单且合理的。

4、轨道几何不平顺是指两股钢轨的实际几何尺寸相对于理想平顺状态的偏差。

轨道常见几何不平顺主要有方向、轨距、高低和水平四种基本形式。

（1）方向不平顺是由于左右股钢轨横向偏移引起线路中心线的横向偏移，可表示为：()R L t y y y +=21（式中，L y 、R y 分别为左、右股钢轨的横坐标）（2）轨距不平顺是由于左右两股钢轨横向偏移而引起的轨距变化，在轨顶下16mm 位置处测量，可表示为：0g y y g R L t --=（式中，0g 为名义轨距）（3）高低不平顺是由于左右钢轨顶面垂向偏移引起轨道中心线的垂向偏移，可表示为()R L t Z Z Z +=21（式中，L Z 、R Z 分别为左、右两股钢轨的垂向坐标）（4）水平不平顺是由于左右钢轨的垂向偏移引起的轨面高差，可表示为：R L t Z Z Z -=?（5）扭曲不平顺是指左右两股钢轨顶面相对于轨道平面的扭曲，即先是左股钢轨高于右股钢轨，后是右股钢轨高于左股钢轨的轨面状态，俗称三角坑，反之亦然。

高速条件下轨道不平顺有关知识轨道不平顺是指轨道的几何形状、尺寸和空间位置相对其正常状态的偏差。

凡是直线轨道不平、不直，对轨道中心线位置和高度、宽度正确尺寸的偏差；曲线轨道不圆顺，偏离正确的曲线中心线位置或正确的超高、轨距及顺坡变化数值，通称为轨不平顺。

一、轨道不平顺的分类轨道不平顺对机车车辆在空间三维方向上的激扰作用，可分为垂向、横向和复合（垂向与横向复合）不平顺三类。

图例垂向、横向轨道不平顺示意图1、垂向轨道不平顺：高低不平顺、水平不平顺、扭曲不平顺、轨面短波不平顺、钢轨轨身垂向周期性不平顺等。

高度不平顺是指轨道沿钢轨长度方向，在垂向上的凹凸不平。

水平不平顺是指轨道沿轨道各个横向截面上左右两股钢轨轨顶面高差的波动变化。

扭曲不平顺是指左右股钢轨轨顶面相对于轨道标准平面的扭曲，用相隔一定距离（国际称作用距离）的两个横截面的水平幅值的代数差度量。

轨面短波不平顺是指钢轨轨顶面沿长度方向上的长度较短范围内的不平顺，包括轨面不均匀磨耗、波纹磨耗、擦伤、剥离掉块、焊缝不平、接头错牙等钢轨表面不平顺。

钢轨轨身垂向周期性不平顺是指钢轨在扎制校直过程中，由于扎锟等影响造成轨身垂向周期性的弯曲变形。

2、横向轨道不平顺：轨道方向不平顺、轨距偏差、轨身横向周期性不平顺等。

轨道方向（轨向）不平顺是指轨头作用边沿钢轨长度方向的横向凹凸不平顺，相对于轨道中心线，可分左股和右股钢轨方向不平顺。

轨距偏差是指轨道同一横截面，在轨顶面下16mm 处，左右两根钢轨之间的最小内侧距离相对于标准轨距的偏差。

钢轨轨身横向周期性不平顺是指钢轨在扎制校直过程中产生的轨身横向周期性弯曲变形。

3、复合不平顺复合不平顺是指在轨道同一位置或在影响机车车辆系统性能的长度范围内，共同存在垂向和横向轨道不平顺，形成的双向不平顺；存在两个以上垂向或横向不平顺，形成的单向的叠加不平顺。

对行车影响较大的主要有轨向与轨向逆相位复合不平顺、轨向与水平的逆相位不平顺、轨向与轨距的逆相位复合不平顺、水平与轨距的逆相位复合不平顺、高低与水平的逆相位复合不平顺、扭曲与水平的逆相位复合不平顺。

轨道不平顺1、轮轨系统激扰是引起车辆—轨道耦合系统振动的根源。

2、总体而言，轮轨系统激扰可分为确定性激扰和非确定性激扰两大类别。

非确定性激扰主要是轨道几何随机不平顺。

确定性激扰则由车辆和轨道两个方面的某些特定因素造成。

车辆方面的因素较为单一，主要是车轮擦伤、车轮踏面几何不圆及车轮偏心等；轨道方面的因素较为复杂，既有轨道几何状态方面的因素，如钢轨低接头、错牙接头、轨道几何不平顺、轨面波浪形磨耗等，又有轨下基础缺陷方面的因素，如轨枕空吊、道床板结、路基刚度突变等。

3、在很多情形下，轨道几何不平顺可以用单个或多个简谐波来近似描述。

例如，因焊接接头淬火工艺不良，在车轮反复作用下造成轨头局部压陷，属于单个谐波激扰；又如，在世界各国铁路上普遍存在的钢轨波浪形磨耗，呈现在钢轨顶面的是一定间距的起伏不平的波浪状态，是典型的连续谐波激扰。

另外，当车轮质心与几何中心偏离时，也将给钢轨系统造成周期性简谐波激扰。

所有这些，采用正（余）弦函数来描述是简单且合理的。

4、轨道几何不平顺是指两股钢轨的实际几何尺寸相对于理想平顺状态的偏差。

轨道常见几何不平顺主要有方向、轨距、高低和水平四种基本形式。

（1）方向不平顺是由于左右股钢轨横向偏移引起线路中心线的横向偏移，可表示为：()R L t y y y +=21（式中，L y 、R y 分别为左、右股钢轨的横坐标） （2）轨距不平顺是由于左右两股钢轨横向偏移而引起的轨距变化，在轨顶下16mm 位置处测量，可表示为：0g y y g R L t --=（式中，0g 为名义轨距）（3）高低不平顺是由于左右钢轨顶面垂向偏移引起轨道中心线的垂向偏移，可表示为()R L t Z Z Z +=21（式中，L Z 、R Z 分别为左、右两股钢轨的垂向坐标）（4）水平不平顺是由于左右钢轨的垂向偏移引起的轨面高差，可表示为：R L t Z Z Z -=∆（5）扭曲不平顺是指左右两股钢轨顶面相对于轨道平面的扭曲，即先是左股钢轨高于右股钢轨，后是右股钢轨高于左股钢轨的轨面状态，俗称三角坑，反之亦然。

轨道不平顺的含义
轨道不平顺是指轨道表面出现的不平整或弯曲状况,通常会导致列车在行驶过程中产生颠簸、动荡不安的现象。

轨道不平顺的原因可能是轨道设计不合理、轨道材料不良、轨道维护不足等。

在铁路交通中,轨道不平顺会对列车的安全行驶产生负面影响,例如可能导致列车出轨、颠覆、侧翻等事故。

因此,轨道设计、维护和保养非常重要。

轨道不平顺的表现形式有很多种,例如轨道表面的坑洼、起伏、弯曲等。

坑洼会导致列车在行驶过程中受到较大的冲击,从而产生颠簸感;起伏和弯曲则会使列车在行驶过程中产生较大的动荡感。

为了降低轨道不平顺对列车行驶的影响,可以采取以下措施:
1. 轨道设计:轨道设计应该根据列车的重量、速度等因素进行优化,使轨道表面能够适应列车的行驶需求。

2. 轨道维护:轨道应该定期进行维护和保养,以确保表面的平整和光滑。

3. 列车维护:列车也应该定期进行维护和检查,以确保轨道表面的平整和光滑。

轨道不平顺是铁路交通中常见的问题,需要引起足够的重视。

通过设计合理的轨道、定期进行维护和保养、提高列车维护水平等措施,可以降低轨道不平顺对列车行驶的影响,保障列车的安全行驶。

浅谈轨道不平顺的管理及分析摘要：轨道不平顺是衡量轨道状态质量的重要指标。

本文从两个角度对轨道不平顺的类别进行了划分，同时介绍了如何利用轨检车数据对轨道不平顺进行评定，最后阐述了如何通过各项检测数据去指导现场作业的一般思路。

关键字：轨道不平顺，波长，局部峰值评价法，TQI，轨检车。

1概述轨道不平顺是指轨道几何状态、尺寸和空间位置的偏差。

通俗的讲，即是直线地段轨道不平、不直；曲线地段轨道不圆顺；坡度地段偏离正确的顺坡变化尺寸，这些轨道偏差统称为轨道不平顺。

在普速铁路中，轨道的不平顺通常只会影响车辆的稳定性以及乘车的舒适性，但在高速铁路中，列车速度越快，由于轨道不平顺产生的轮轨作用力就越大，极易引发钢轨、轮轴断裂，甚至导致脱轨事故的发生。

随着高速铁路的发展和普及，轨道的平顺性越来越受到各方面关注，已经成为了现代机车车辆和轨道结构设计、养护、质量评定的重要手段。

2 轨道不平顺的分类2.1 按照激扰方向划分第一种分类方式是按照列车激扰作用方向划分，可分为垂向轨道不平顺、横向轨道不平顺及复合轨道不平顺。

其中垂向轨道不平顺包括高低不平顺和水平不平顺。

横向轨道不平顺包括轨向不平顺和轨距偏差不平顺。

复合不平顺则指的是在轨道同一位置上，垂向和横向不平顺共同作用形成的复合形式不平顺。

包括方向水平逆向复合不平顺和曲线起点与终点复合不平顺。

2.1.1高低不平顺高低不平顺是指轨道沿线路方向的竖向平顺性不良。

通常是由钢轨本身轧制误差，线路施工作业后的高程偏差，道床和路基沉降变形不均匀，线路空吊、道床板结，轨道垂向弹性不良以及车轨共振等引起的。

2.1.2水平不平顺水平不平顺是指线路左右两股钢轨顶面的相对高差。

水平不平顺包含水平差与三角坑两类。

其中，三角坑是指两股钢轨交替高低不平，且两个水平最大误差点之间的距离小于18 米，三角坑因三轮压紧，一轮减载悬空。

易产生爬轨脱轨，须尽快予以消除。

2.1.3轨向不平顺轨向不平顺是指轨道中心线在水平面上的平顺性不良。

1)轨道不平顺：轨道几何形位误差。

2)静不平顺：是指钢轨的轮轨接触面不平顺，如钢轨轨面不平顺、不连续（接头、道岔）和几何形位误差。

3)动不平顺：是指轨下基础弹性不均匀，如扣件失效、轨下支承失效、路基不均匀以及桥台与路基、路基与隧道等过渡段的弹性不均匀。

4)疲劳破坏：在交变应力作用下部件的破坏叫疲劳破坏。

5)无砟轨道：用混凝土整体结构或混凝土基础层和乳化沥青砂浆层取代碎石道床的轨道。

6)钢轨伤损：是指钢轨在使用过程中发生钢轨折断、裂纹及其他影响和限制钢轨使用性能的伤损。

7)钢轨断面打磨：是通过钢轨打磨改变钢轨的轨头形状，以改善轮轨接触状态。

8)构造轨缝：是指受钢轨、接头夹板及螺栓尺寸限制，在构造上能实现的轨端最大缝隙值。

9)伸缩接头：即温度调节器，用以连接轨端伸缩量相当大的轨道及用于跨度大于100m的桥上无缝线路的钢轨接头。

10)道床厚度：是指直线上钢轨或曲线上内轨中轴线下轨枕底面至路基顶面的距离。

11)道床肩宽：道床宽出轨枕两端的部分成为道床肩宽。

12)道床顶面宽度：与轨枕长度和道床肩宽有关。

13)沥青道床：是用沥青或其他聚合材料将散粒道砟固化成整体或用沥青混凝土代替碎石道床的一种新型轨下基础。

14)轨道几何形位：指的是轨道各部分的几何形状、相对位置和基本尺寸。

15)轮对的轮背内侧距离：轮对上左右两车轮内侧面之间的距离。

16)轮对宽度：轮对的轮背内侧距离加上两个轮缘厚度称为轮对宽度。

17)机车的全轴距：同一机车最前位和最后位的车轴中心间的水平距离。

18)固定轴距：同一车架或转向机上始终保持平行的最前位和最后位车轴中心间水平距离。

19)车辆定距：车辆前后两走行部分上车体支承间的距离。

20)轨距：两股钢轨头部内侧与轨道中线相垂直的距离。

21)游间：当轮对中的一个车轮轮缘与钢轨贴紧时，另一个车轮轮缘与钢轨之间的空隙。

22)水平：是指线路左右两股钢轨顶面的相对高差。

23)前后高低：轨道沿线路方向的竖向平顺性。

轨道不平顺谱轨道不平顺谱是描述轨道结构不平顺程度的曲线图，它是轨道质量和行车安全的重要评价指标。

轨道不平顺包括轨距、轨向、水平和高低等方面的偏差，这些偏差会导致列车和轨道的振动，影响列车的运行平稳性和舒适性。

因此，对轨道不平顺谱的研究对于提高轨道质量和行车安全具有重要意义。

本文将从以下几个方面对轨道不平顺谱进行详细解析：一、轨道不平顺的概念及分类1.概念：轨道不平顺是指轨道几何形状和位置在水平、垂直和横向方向上的不规则变化。

轨道不平顺主要包括轨距、轨向、水平和高低等方面的偏差。

2.分类：根据偏差的波长和幅值，轨道不平顺可分为长波不平顺和短波不平顺。

长波不平顺主要指轨距和轨向的偏差，短波不平顺主要指水平和高低方向的偏差。

二、轨道不平顺谱的数学描述1.轨道不平顺功率谱密度（PSD）：轨道不平顺功率谱密度是描述轨道不平顺能量分布的函数，它反映了轨道不平顺在不同频率上的能量大小。

轨道不平顺功率谱密度可以通过傅里叶变换法、小波变换法等方法从时域信号中提取得到。

2.轨道质量指数（TQI）：轨道质量指数是综合反映轨道不平顺程度的指标，它包括了轨道不平顺的幅值和波长信息。

轨道质量指数可以通过对轨道不平顺功率谱密度进行积分得到。

三、轨道不平顺谱的分析方法1.时域分析：时域分析是对轨道不平顺信号进行直接分析，主要方法包括均值滤波、中值滤波等。

时域分析能够直观地反映轨道不平顺的幅值和变化趋势，但无法揭示轨道不平顺的频率特征。

2.频域分析：频域分析是对轨道不平顺信号进行频谱分析，主要方法包括快速傅里叶变换（FFT）、小波变换等。

频域分析能够揭示轨道不平顺的频率特征，但无法反映轨道不平顺在时域上的变化。

3.时频分析：时频分析是对轨道不平顺信号进行时域和频域的综合分析，主要方法包括短时傅里叶变换（STFT）、小波变换等。

时频分析能够同时反映轨道不平顺的时域特征和频域特征，但计算复杂度较高。

四、轨道不平顺谱的应用1.轨道质量评估：通过分析轨道不平顺谱，可以评估轨道的质量状况，为轨道维护和管理提供依据。

一、铁路轨道不平顺概念轨道不平顺是指轨道几何形状、尺寸和空间位置的偏差。

广义而言,凡是直线轨道不平、不直对中心线位置和轨道高度、宽度正确尺寸的偏离曲线轨道不圆顺偏离曲线中心位置正确曲率、超高、轨距值,偏离顺坡变化尺寸等轨道几何偏差通称轨道不平顺。

二、铁路轨道不平顺的种类及产生原因轨道不平顺的种类很多,可按其对机车车辆激扰作用的方向、不平顺的波长等进行分类。

按机车车辆激扰作用的方向可分为垂向轨道不平顺、横向轨道不平顺、复合轨道不平顺。

按不平顺的波长可分为短波、中波、长波等。

不平顺的种类和变化垂向轨道不平顺包括高低、水平、扭曲、轨道短波不平顺和新轨垂向周期不平顺。

横向轨道不平顺包括轨道方向不平顺、轨距偏差造成的不平顺。

轨道同一位置上,垂向和横向不平顺共存形成的双向不平顺称为轨道复合不平顺。

危害较大的复合不平顺有方向水平逆向复不平顺、曲线头尾的几何偏差造成的不平顺。

1、高低不平顺高低不平顺是指轨道沿钢轨长度方向在垂向的凹凸不平。

它是由线路施工和大修作业的高程偏差,桥梁挠曲变形,道床和路基残余变形沉降不均匀,轨道各部件间的间隙不相等,存在暗坑、吊板,以及轨道垂向弹性不一致等造成的。

2、水平不平顺水平不平顺即轨道同一横断面上左右两轨面的高差。

在曲线上是指扣除正常超高的偏差部分,在直线上也是指扣除将一侧钢轨故意抬高形成的水平平均值后的偏差。

3、扭曲不平顺轨道平面扭曲有些国家称为平面性,我国常称为三角坑即左右两轨顶面相对于轨道平面的扭曲,用相隔一定距离的两个横断面水平幅值的代数。

差度量。

国际铁路联盟专门委员会将所谓“一定距离”定义为“作用距离”,指轴距、心盘距。

4、轨道短波不平顺即钢轨顶面小范围内的不平顺,它是由轨面不均匀磨耗、擦伤、剥离掉块、焊缝不平、接头错牙等形成的。

其中轨面擦伤、剥离掉块、焊缝不平、接头错牙等多是孤立的不具周期性,而波纹磨耗、波浪性磨耗具有周期性特征。

5、新轨垂向周期不平顺钢轨在轧制校直过程中,由于辊轮直径误差擦伤、剥离掉块、焊缝不平、接头错牙滚轧压力不均匀等因素,产生钢轨的周期性不平顺。