有效
一种普速铁路道岔状态评估方法
张晓阳、杨亮、王树国、司道林、葛晶、赵振华、王猛、杨东升、王璞、潘振、王钟苑、易强、高原、王琨淇
中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所
张
张晓阳
机构 暂无技术领域 暂无
杨
杨亮 专利 89
中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所道路铁路桥梁工程固定建筑转辙器交叉
王
王树国 专利 246
西南交通大学转辙器交叉铁路轨道工程道床排水
司
司道林 专利 145
铁科(北京)轨道装备技术有限公司铁路轨道工程道路铁路桥梁工程固定建筑
葛
葛晶 专利 114
中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所转辙器交叉铁路轨道工程道路铁路桥梁工程
赵
赵振华
机构 暂无技术领域 暂无
王
王猛 专利 59
中国国家铁路集团有限公司道路铁路桥梁工程铁路轨道工程固定建筑
杨
杨东升 专利 106
中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所铁路轨道工程道路铁路桥梁工程固定建筑
王
王璞
机构 暂无技术领域 暂无
潘
潘振 专利 37
中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所物理仪器测量与测试机械量与压力测量
王
王钟苑
机构 暂无技术领域 暂无
易
易强
机构 暂无技术领域 暂无
高
高原
机构 暂无技术领域 暂无
王
王琨淇
机构 暂无技术领域 暂无
摘要
本发明公开了一种普速铁路道岔状态评估方法,从道岔静态几何尺寸、动态不平顺、轨件磨耗、轨件伤损、扣件性能、尖轨降低值、工电接口、岔枕状态、道床状态这9个项点来综合评估道岔的性能。每个项点原始分均为100,采用扣分制按照每个项点的伤损、优劣程度进行逐条扣分,减扣后的分数即为每个项点的评分值,根据分值的大小来判断每个项点性能的优劣。最后采用权重系数法将每个项点赋予不同的权重乘以各项点的评分值,加权平均后得的总值减去日常养护维修轨件的更换扣分值即为整组道岔的综合评估值。
1.一种普速铁路道岔状态评估方法,其特征在于:包括以下步骤:S1、设定养护频次间隔为T;S2、采集当前道岔的几何尺寸、动检状态、磨耗轮廓、轨件伤损、扣件性能、降低值、工电接口状态、轨枕和道床状态;S3、对道岔几何尺寸数据进行分析得到道岔几何尺寸分数RGD;对道岔动态状态数据进行分析得到道岔动态不平顺分数RDI;对道岔磨耗轮廓数据进行分析得到道岔磨耗轮廓分数RRW;对道岔轨件伤损数据进行分析得到道岔轨件伤损分数RRD;对道岔扣件性能扣件数据进行分析得到道岔扣件性能分数RFP;对道岔降低值数据进行分析得到道岔降低值分数RTP;对密贴间隙、搬动力、零配件有无失效情况数据分析得到道岔工电接口分数RTP;对纵向裂纹、岔枕空吊率和岔枕失效3个方面进行得到道岔区岔枕分数RTS;对道床状态数据分析得到道岔区道床分数RBB;所述的道岔几何尺寸进行分析具体为:预设理论最大值的所述道岔几何尺寸分数RGD,通过几何测量工具对轨距、水平度、轨向和高低、支距、查照间隔、护背距离、直向通过轮缘槽和侧向通过轮缘槽的几何尺寸,并对比上述各数值的阈值对预设的理论最大值的所述道岔几何尺寸分数RGD减分,当上述项目超经常保养等级时,预设的所述道岔几何尺寸分数RGD减分小于RGDmax-n 1 ;当上述项目超临时补修及以上等级时,预设的所述道岔几何尺寸分数RGD减分大于RGDmax-n 1 其中所述RGDmax为所述道岔几何尺寸分数RGD的理论最大值,所述n 1 为所述所述道岔几何尺寸分数RGD的合格阈值;所述的道岔动态状态数据进行分析具体为:预设理论最大值的道岔动态不平顺分数RDI,通过轨道检查车对不同速度区间的轨距、水平距、三角坑、复合不平顺、车体垂向加速度、车体横向加速度和轨距变化率,并将各检测项根据容许偏差由低到高分为四个等级,检测项容许偏差在最低两级时,动态不平顺分数RDI减值小于RDImax-n 2 ,其中所述RDImax为动态不平顺分数RDI理论最大值,所述n 2 为所述动态不平顺分数RDI的合格阈值,检测项容许偏差在最高两级时,动态不平顺分数RDI减值大于RDImax-n 2 ;所述对道岔磨耗轮廓数据进行分析具体包括:预设理论最大值的道岔磨耗轮廓分数RRW,通过轨面轮廓仪检测直尖轨、曲尖轨、叉心直股、叉心侧股、叉跟尖轨、直基本轨、曲基本轨、翼轨、直导轨和曲导轨各项的轨头宽度10mm处的侧面磨耗量值、轨头宽度20mm处的侧面磨耗量值、轨头宽度35mm处的侧面磨耗量值、轨头宽度50mm处的侧面磨耗量值,当轨顶面光带有异常突变、除翼轨外的不居中时,每处磨耗所述道岔磨耗轮廓分数RRW减a;轨件断面磨耗实测值超过轻伤限值时,每处磨耗所述道岔磨耗轮廓分数RRW减b;超出重伤限值时,每处磨耗所述道岔磨耗轮廓分数RRW减c,其中a<b<RRWmax-n 3 <c,所述RRWmax为RRW理论最大值,所述n 3 为所述道岔磨耗轮廓分数RRW的合格阈值;所述对道岔轨件伤损数据进行分析具体包括:预设理论最大值的道岔轨件伤损分数RRD,通过探伤仪检测轨端或顶面剥离掉块、钢轨表面擦伤、波浪形磨耗、钢轨表面裂纹、基本轨轨底压痕、焊接接头低塌、尖轨跟端热影响区低塌和超声波探伤缺陷,当出现轻伤时,每处轻伤所述道岔轨件伤损分数RRD减a;当出现重伤时,每处重伤,所述道岔轨件伤损分数RRD减b,其中a<RRDmax-n 4 <b,其中所述RRDmax为所述道岔轨件伤损分数RRD的理论最大值,所述n 4 为所述道岔轨件伤损分数RRD的合格阈值;对道岔扣件性能扣件数据进行分析的具体方法为:预设理论最大值的道岔扣件性能分数RFP,检测是否存在垫板螺栓折断、弹条折断、轨下垫板压溃或撕裂、台板失效以及滑床台和辙叉心轨可动段弹性基板磨耗大于2mm的情况;当出现垫板螺栓折断和弹条折断的情况时,每出现一处伤损,所述道岔扣件性能分数RFP减a;连续出现两处时,所述道岔扣件性能分数RFP减b;连续出现三处时,所述道岔扣件性能分数RFP减c,其中a<b<RFPmax-n 5 <c,其中所述RFPmax为所述道岔扣件性能分数RFP理论最大值,所述n 5 为所述道岔扣件性能分数RFP的合格阈值;当出现轨下垫板压溃或撕裂和台板失效以及滑床台和辙叉心轨可动段弹性基板磨耗大于2mm的情况时,每出现一处伤损,所述道岔扣件性能分数RFP减a;对道岔降低值数据进行分析的具体方法为:预设理论最大值的道岔降低值分数RTP,通过轮廓仪或者降低值测量仪检测直尖轨顶宽10mm断面的降低值的标准值和实测值、直尖轨顶宽20mm断面的降低值的标准值和实测值、直尖轨顶宽35mm断面的降低值的标准值和实测值、直尖轨顶宽50mm断面的降低值的标准值和实测值、曲尖轨轨顶宽10mm断面的降低值的标准值、曲尖轨轨顶宽20mm断面的降低值的标准值、曲尖轨轨顶宽35mm断面的降低值的标准值和实测值以及曲尖轨50mm断面的降低值的标准值和实测值,各检测项超过标准值2mm时,所述道岔降低值分数RTP减a,检测项超过标准值5mm时,所述道岔降低值分数RTP减b,其中a<RTPmax-n 6 <b,所述RTPmax为所述道岔降低值分数RTP的理论最大值,所述n 6 为所述道岔降低值分数RTP的合格阈值;对岔区电工接口数据进行分析的具体方法为:预设理论最大值的道岔工电接口分数RTP,通过塞尺或电务检测仪进行检测;当尖轨开口不处于-3mm~+5mm区间或心轨开口不处于-1mm~+2mm区间时每出现一处,所述道岔工电接口分数RTP减去a;当钢轨配件轨撑、顶铁、辊轮、限位器、扣件、挡砟板、防跳限位装置、铁垫板、各类螺栓、胶垫出现缺失或失效,防跳顶铁与轨肢上表面间隙不处于3mm~5mm区间,滑床板间隙160km/h以上不小于1mm或160km/h及以下不小于2mm,顶铁间隙160km/h以上不小于1mm或160km/h及以下不小于2mm,轨撑作用面与钢轨离缝大于2mm,牵引点中心线距前一岔枕距离偏差大于±3mm,牵引点处岔枕间距偏差200km/h以上大于±3mm或200km/h及以下大于±5mm,每出现一处,所述道岔工电接口分数RTP减去b;当尖轨尖端至第一牵引点中心线处密贴情况不小于0.5mm或心轨尖端至第一牵引点中心线处密贴情况不小于0.5mm时,所述道岔工电接口分数RTP减d;当尖轨或轨心其余密贴段密贴情况不小于1mm时,所述道岔工电接口分数RTP减c;当直尖轨爬行量、曲尖轨爬行量、心轨爬行量不小于20mm时,所述道岔工电接口分数RTP减e;当道岔转换阻力不小于转辙机额定转换力时,每处所述道岔工电接口分数RTP减e,超1.5倍时减f;其中a<b<c<d<e<RTPmax-n 7 <f,其中所述RTPmax为所述道岔工电接口分数RTP的理论最大值,所述n 7 为所述道岔工电接口分数RTP的合格阈值;对道岔区岔枕数据进行分析的具体方法为:预设理论最大值的道岔区岔枕分数RTS,检测是否存在岔枕折断、岔枕横裂或斜裂、岔枕纵向裂缝、严重网状龟裂、预埋件周围的混凝土裂缝、承轨面伤损或掉块造成预应力钢丝外露的情况;当出现岔枕预埋件失效的情况时,每出现一处伤损,所述道岔区岔枕分数RTS减a;轨枕连续出现失效时,所述道岔区岔枕分数RTS减b;木枕失效率超过8%或混凝土枕失效率超过4%时,所述道岔区岔枕分数RTS减c,其中a<b<c<RTSmax-n 8 ,其中所述RTSmax为所述道岔区岔枕分数RTS的理论最大值,所述n 8 为所述道岔区岔枕分数RTS的合格阈值;对道岔区道床数据进行分析的具体方法为:预设理论最大值的道岔区道床分数RBB,通过碎石道床频响BDM测试仪检测道床支撑情况和道床弹性情况;当道床支承不均匀系数<10%时,所述道岔区道床分数RBB不减分;当所述道床支承不均匀系数大于等于10%且小于20%时,所述道岔区道床分数RBB减a;当所述道床支承不均匀系数大于等于20%且30%时,所述道岔区道床分数RBB减b;当所述道床支承不均匀系数大于30%时,所述道岔区道床分数RBB减c;当道床平均动态模量大于100时,所述道岔区道床分数RBB不减分;当所述道床平均动态模量大于等于75且小于100时,所述道岔区道床分数RBB减a;当所述道床平均动态模量大于等于50且75时,所述道岔区道床分数RBB减b;当所述道床平均动态模量小于50时,所述道岔区道床分数RBB减c;其中a<b<c<RBBmax-n 9 ,其中所述RBBmax为所述道岔区道床分数RBB理论最大值,所述n 9 为所述道岔区道床分数RBB的合格阈值;S4、计算道岔整体状态分数THI,公式如下:其中,所述W RGD 为几何尺寸权重,所述W RDI 为动检状态权重,所述W RRW 为磨耗轮廓权重,所述W RRD 为轨件伤损权重,所述W RFP 为扣件性能权重,所述W RTP 为降低值权重;所述W RPM 为电工接口权重;所述W RTS 为道岔权重;所述W RBB 为道床状态权重; 是道岔全寿命周期中道岔轨件/组件大修、更换对整组道岔全寿命的影响,道岔轨件不能无限制更换,每次更换要有一定的扣分;I=1时为更换尖/基轨,i=2为更换辙叉,i=3为更换导轨,i=4为更换岔枕,i=5为道床清筛;S5、判断所述道岔整体状态分数THI是否大于等于阈值n分,若是则进行步骤S6;否则进行步骤S7;S6、判断道岔通过总量是否超过修限值,是则养护频次间隔T减少阈值t1,并进行步骤S9;否则判定道岔状态安全,维持基本的日常养护维修,并进行步骤S9;S7、判断道岔通过总量是否超过修限值,是则进行步骤S8;否则结合各项评分,对存在问题的项点进行重点维修、更换,并重置养护频次间隔T,并进行步骤S9;S8、判断问题项点更换次数是否超过三次,是则更换整组道岔;否则对存在问题的项点进行重点维修、更换,并重置养护频次间隔T;S9、检测是否收到评估结束信号,是则进行步骤S10,否则进行步骤S2;S10、结束道岔状态评估,输出评估结果。
2.根据权利要求1所述的一种普速铁路道岔状态评估方法,其特征在于:所述轨距包括转辙器部分轨距、导曲线部分轨距和辙叉部分轨距,所述转辙器部分轨距包括基本轨始端轨距、尖轨尖端轨距、尖轨刨切起点轨距和尖轨跟端轨距;所述导曲线部分轨距包括导曲线始端岔枕、导曲线中端岔枕和导曲线尾端岔枕;所述辙叉部分轨距包括辙叉始端岔枕、辙叉中端岔枕和辙叉尾端岔枕;所述支距为若干距跟端n米的支距,所述n为从0开始的等差数列,所述n最大值小于等于道岔长度最大值;所述查照间隔包括直股的心轨宽20-30mm断面查照间隔和曲股的心轨宽20-30mm断面查照间隔;所述护背距离包括直股的心轨宽20-30mm断面的护背距离和曲股的心轨宽20-30mm断面的护背距离;所述直向通过轮缘槽包括曲尖轨非工作边至直基本轨工作边距离的直向通过轮缘槽、直向护轨开口段末端的直向通过轮缘槽、直向护轨缓冲段末端的直向通过轮缘槽、直向护轨平直段的直向通过轮缘槽、直向护轨缓冲段末端的直向通过轮缘槽和直向护轨开口段末端的直向通过轮缘槽;所述侧向通过轮缘槽包括直尖轨非工作边至曲基本轨工作边距离的侧向通过轮缘槽、侧向护轨开口段末端的侧向通过轮缘槽、侧向护轨缓冲段末端的侧向通过轮缘槽、侧向护轨平直段的侧向通过轮缘槽、侧向护轨缓冲段末端的侧向通过轮缘槽和侧向护轨开口段末端的侧向通过轮缘槽。
3.根据权利要求1所述的一种普速铁路道岔状态评估方法,其特征在于:所述不同速度区间包括V≤80km/h、80km/h<V≤120km/h、120km/h<V≤160km/h和160km/h<V<200km/h;所述120km/h<V≤160km/h速度区间的检测项和所述160km/h<V<200km/h速度区间的检测项还包括波长1.5~42m的高低和轨向和波长1.5~70m的高低和轨向。



