一种高速铁路钢轨浅层状态量化评价方法技术

本发明专利技术一种高速铁路钢轨浅层状态量化评价方法，将评价线路分为若干个评价区间，建立钢轨浅层状态评价模型，对每个区间上线测量的线路浅层状态进行评分，包括钢轨廓形、轨面波磨、轨面浅层裂纹、轨面硬度、光带、硬度的评分，以及添乘测量数据的评分。定义每一检测项目的评价指标和权重并计算每个评价单元的综合得分，根据得分调低，对高速铁路钢轨浅层状态进行评价，将区间钢轨综合得分在所有评价单元中进行横向比较，评选得出优良中差。最终根据量化评价结果，提出合适的维修保养计划。本发明专利技术考虑了高速铁路钢轨动态和静态评价指标，可客观表现高速铁路各区间钢轨之间的状态，有利于推动高速铁路钢轨浅层状态评价的研究和应用。

【技术实现步骤摘要】
一种高速铁路钢轨浅层状态量化评价方法
本专利技术属于铁路线路工程
，是一种高速铁路钢轨浅层状态量化评价方法
技术介绍
随着高速铁路里程运营时间逐渐增加，钢轨磨耗、维修不均匀、不平衡等问题的积累，钢轨浅层病害以及由此引起的列车运行不稳定等问题开始逐渐显现。为掌握钢轨浅层状态，助力钢轨周期修向状态修转变，为钢轨修理提供全面的数据支撑，有必要对钢轨浅层状态进行全面检测。在高速铁路建设之前，当列车运行速度低于200km/h时，铁路线路的几何参数(高低、水平、轨向、轨距等空间变量)是影响列车安全运行的主要参数。随着列车速度提升，钢轨浅层状态对高速列车运行品质的影响逐渐显现。国内外铁路相关运营、研究机构对钢轨浅层状态已进行了大量的研究，对推动高速铁路钢轨的浅层维修起到了重要作用。但是目前国内外的研究仅限于钢轨状态的单项研究。例如用GQI值只能用于单个钢轨廓形的质量评价，钢轨波磨的研究局限于波磨产生的机理、波磨的发展和治理，钢轨浅层裂纹的研究局限于疲劳裂纹的萌生、发展和治理。钢轨浅层状态的单项研究有利于对钢轨局部问题的处理，但对于如何评本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速铁路钢轨浅层状态量化评价方法，其特征在于：通过下述步骤实现：/n步骤1：确定待评价的线路区间范围及区间，制定添乘及上线测量计划。/n步骤2：将待评价的线路区间划分为评价单元；/n步骤3：收集待评价的线路区间内各个评价单元上主要运行的动车组型号及数量，并上车添乘，得到列车添乘数据，包括不同型号动车组车体同一位置的横向加速度、垂向加速度；/n步骤4：获取各个检测单项的检测数据，包括待评价的线路区间内各个评价单元的浅层状态参数，包括线路钢轨廓形、钢轨表面波磨、钢轨浅层裂纹、伤损、列车运行光带、光带宽度及在轨面上的位置信息、轨面硬度；以及步骤3中的列车添乘数据；/n步骤5：收集、整理步骤4...

【技术特征摘要】
1.一种高速铁路钢轨浅层状态量化评价方法，其特征在于：通过下述步骤实现：
步骤1：确定待评价的线路区间范围及区间，制定添乘及上线测量计划。
步骤2：将待评价的线路区间划分为评价单元；
步骤3：收集待评价的线路区间内各个评价单元上主要运行的动车组型号及数量，并上车添乘，得到列车添乘数据，包括不同型号动车组车体同一位置的横向加速度、垂向加速度；
步骤4：获取各个检测单项的检测数据，包括待评价的线路区间内各个评价单元的浅层状态参数，包括线路钢轨廓形、钢轨表面波磨、钢轨浅层裂纹、伤损、列车运行光带、光带宽度及在轨面上的位置信息、轨面硬度；以及步骤3中的列车添乘数据；
步骤5：收集、整理步骤4中每个测量单项的检测数据，确定每一检测单项的量化评价指标得分；
步骤6：重复步骤5，直至计算得到所有评价单元中所有检测单项的得分；
步骤7：区间钢轨综合指标得分计算，并根据得分高低，将所有参评单元进行排序，并根据排序结果分为优良中差；
步骤8：根据量化评价结果，提出合适的钢轨维修保养计划。


2.如权利要求1所述一种高速铁路钢轨浅层状态量化评价方法，其特征在于:线路钢轨廓形量化评价指标共包含3项，分别为：
A、钢轨廓形质量指数GQI，该项指标得分公式为：



式中，Gi为廓形指标综合得分，该值越大，说明钢轨廓形与设计廓形吻合越好、波动越小，廓形质量越高。GQIi为各评价单元的GQI平均值，Sstdev为各检测区间GQI值的样本标准差，n为评价单元个数；
B、钢轨廓形纵向偏差，指同一股钢轨前后不同测点廓形纵向偏差值，对比目标廓形为评价线路的设计廓形；评价单元内，廓形纵向偏差指标Idev计算方法为：



式中，Iin为廓形内侧偏差平方和均值，Iext为廓形外侧偏差平方和均值，nin、next为测点数量，xin、xext分别为廓形对比的内、外侧偏差统计值；计算方式为同时计算左、右股；
根据廓形偏差的平方和均值，将各评价单元的值进行内部评价得分，同时设定边界值I0若Idev≥I0，刚得分为0，否则，得分计算式为：



C、廓形对称性。廓形对称性指同一位置左右股钢轨廓形偏差情况；
廓形对称偏差的统计取绝对值，无正负。算法为：
Rdev＝Rin+Rext






式中，Rdev为廓形对称性评价指标值，该值越小，说明钢轨左、右股廓形的偏差及波动越小，廓形质量越高。分别为廓形内侧、外侧的偏差均值，Sin、Sext分别为廓形内侧、外侧偏差的标准差。以上数值均为正值；
廓形对称性评价得分边界值设定为R0，超出R0，其得分为0；得分计算方式为：





3.如权利要求1所述一种高速铁路钢轨浅层状态量化评价方法，其特征在于:以波长100～～300mm之间波磨超限率为钢轨表面波磨量化评价指标，单股钢轨波磨质量评价指标见下式。



式中，m为波磨测量单元总数，单元长度为100m。mc＞0为超限率大于0的单元数量，mc＞3％为...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宵，李应平，焦彬洋，苗倩，杨宗超，孙小军，
申请(专利权)人：中铁物总运维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11