一种基于有砟轨道状态的捣固镐选取方法技术

本发明专利技术公开了一种基于有砟轨道状态的捣固镐选取方法，包括获取待捣固区段的指标参数，所述指标参数包括轨道几何劣化速率、道砟级配、道床脏污率；基于所述指标参数计算道床捣固健康指数；基于道床捣固健康指数确定捣固镐镐型；确定捣固镐尺寸。本发明专利技术提供一种基于有砟轨道状态的捣固镐选取方法，以解决现有技术中在使用捣固镐时，无法与有砟轨道服役状态相适配的问题，实现对捣固镐外形尺寸与道床状态之间的适应性分析，根据不同的道床状态选择适宜的捣固镐、进而改善捣固效果的目的。进而改善捣固效果的目的。进而改善捣固效果的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于有砟轨道状态的捣固镐选取方法


[0001]本专利技术涉及道砟维护领域，具体涉及一种基于有砟轨道状态的捣固镐选取方法。

技术介绍

[0002]有砟轨道是我国轨道最重要的结构形式之一，随着线路运营列车的快速化和重载化，有砟道床的病害加剧，主要表现为道床的沉降、劣化等问题，因此需要进行定期的维护作业，如大机捣固作业。有砟轨道在大机捣固时，需要使用捣固镐对铁路道砟进行捣固作业。
[0003]捣固镐的几何外形会对道砟颗粒的密实程度、道砟颗粒的破碎率产生较大的影响，现有技术中一般采用最常规的平头捣固镐进行捣固作业。本申请专利技术人在研究过程中发现，不同服役状态下的有砟轨道，其道砟颗粒级配、材质、脏污度等均存在较大的差别，而现有技术在施工过程中，并未对其进行区分、大都采用同型号的捣固镐进行作业；因此，现有技术中并未考虑到捣固镐的镐型与有砟轨道的服役状态之间的适配关系，缺乏了对捣固镐的适应性研究。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种基于有砟轨道状态的捣固镐选取方法，以解决现有技术中在使用捣固镐时，无法与有砟轨道服役状态相适配的问题，实现对捣固镐外形尺寸与道床状态之间的适应性分析，根据不同的道床状态选择适宜的捣固镐、进而改善捣固效果的目的。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：一种基于有砟轨道状态的捣固镐选取方法，包括：获取待捣固区段的指标参数，所述指标参数包括轨道几何劣化速率、道砟级配、道床脏污率；基于所述指标参数计算道床捣固健康指数；基于道床捣固健康指数确定捣固镐镐型；确定捣固镐尺寸。
[0006]针对现有技术在使用捣固镐时，无法与有砟轨道服役状态相适配的问题，本专利技术提出一种基于有砟轨道状态的捣固镐选取方法，本方法是在已知待捣固区段后，针对该待捣固区段来选择适配的捣固镐。本方法首先获取待捣固区段的几何劣化速率、道砟级配、道床脏污率等指标参数，之后基于这些指标参数计算道床捣固健康指数，并基于计算结果确定捣固镐的镐型、并在确定镐型后再确定适宜的尺寸参数。
[0007]可以看出，本方法创造性的考虑了捣固镐的镐型尺寸等特征与有砟轨道的服役状态之间的适配关系，实现了针对捣固镐外形尺寸的适应性研究，填补了现有技术的空白。本方法能够根据不同的道床状态选择适宜的捣固镐（包括镐型和尺寸），进而得出当前道床状态下最适宜的捣固镐形式、最终改善捣固效果。
[0008]需要说明的是，本申请中的道床捣固健康指数，需至少基于几何劣化速率、道砟级
配、道床脏污率这几个指标来确定，其具体的计算方法在此不做限定，本领域技术人员可根据实际评估需求进行适应性设置。几何劣化速率、道砟级配、道床脏污率这三个指标的提出，可有效解决现有技术缺乏从捣固维修作业角度出发的、用于道床服役状态评估的不足，提高对道床服役状态评估的准确性，为后续的镐型确定提供科学合理的依据。
[0009]进一步的，通过如下公式计算道床捣固健康指数：；式中，TBHI为道床捣固健康指数；T
q
为待捣固区段的轨道几何劣化速率；T
m
为线路轨道几何劣化速率基准值；G
q
为待捣固区段的道砟级配健康系数；G
s
为铁路标准级配曲线分维度值；G
m
为在指定区域内实测劣化道砟级配曲线的95%分位数统计值；f
q
为道床当前脏污率；f
m
为在指定区域内实测道床脏污率的95%分位数统计值；α1、α2、α3均为权重系数。
[0010]本方案明确限定了道床捣固健康指数的一种具体计算方法。其中，所述指定区域可根据已知的数据范围进行适应性设置，如所述指定区域可以是行政区域、地理区域或铁路段的分区区域等，在此不做限定。权重系数α1、α2、α3也可根据本方法的具体应用工况进行适应性设置，在此同样不做限定。
[0011]进一步的，通过如下公式计算待捣固区段的道砟级配健康系数：；式中，S(r)为集料中通过孔径为r的道砟筛的颗粒质量百分比；r
max
为道砟筛的最大孔径，r
min
为道砟筛的最小孔径。
[0012]基于本方案中的计算公式，即可得到待捣固区段的道砟级配健康系数G
q
。
[0013]进一步的，所述轨道几何劣化速率，等于轨道质量指数的月平均劣化速率。
[0014]其中，本领域技术人员应当理解，本方案中的轨道质量指数可根据行业标准TB/T 3355
‑
2014《轨道几何状态动态检测及评定》来得到。
[0015]进一步的，权重系数α1+α2+α3=1；当待捣固区段的线路类型为高速铁路时，α1＞α2＞α3；当待捣固区段的线路类型为重载铁路时，α3＞α2＞α1；当待捣固区段的线路类型为普速铁路时，α1=α2＜α3，且0.33＜α3＜0.35。
[0016]本申请专利技术人在深入研究过程中发现，对于不同类型的铁路线路，若均采用相同的权重系数来计算，所得到的道床捣固健康指数容易出现偏差，进而干扰后续对捣固镐镐型的选择。为了克服这一问题，本方案优选的对常见的三种线路类型所对应的权重系数进行限定，在保证三个权重系数之和为1的前提下：对于高速铁路而言，使α1＞α2＞α3，所得结果可满足高速铁路对轨道较高的平顺性要求；对于重载铁路而言，使α3＞α2＞α1，所得结果可克服重载铁路道床脏污源较多的干扰；对于普速铁路，无特殊要求，因此使α1=α2＜α3，且0.33＜α3＜0.35，即使得三个指标的权重基本相当、且道床脏污率的权重略高，此种设置能够满足普速铁路的一般性要求。
[0017]基于本方案的权重设置方式，可显著提高所得到的道床捣固健康指数与待捣固区段的适配性，更加确保镐型选择的准确性。
[0018]进一步的，基于道床捣固健康指数确定捣固镐镐型的方法为：若0≤TBHI<0.5，则采用平头捣固镐；若0.5≤TBHI<0.7，则采用弧形捣固镐；若0.7≤TBHI<1.0，则采用平头捣固镐和大夹持面积捣固镐复配使用；若1≤TBHI，则采用大夹持面积捣固镐和尖头捣固镐复配使用；其中，所述大夹持面积捣固镐的夹持面积大于所述平头捣固镐和弧形捣固镐；所述尖头捣固镐的底端设为劈尖。
[0019]本领域技术人员应当理解，平头捣固镐为现有技术中最常见的捣固镐结构，其底部端面为一平面。此外，本方案中的弧形捣固镐，顾名思义具有弧形端面；大夹持面积捣固镐，顾名思义具有比常见捣固镐更大的夹持面积；而尖头捣固镐，顾名思义其底端设为劈尖。
[0020]此外，本方案中的复配使用，是指两种镐型同时装配使用，其具体的复配方式，如两种镐型的数量比例、布置方式等在此不做限定，本领域技术人员可根据具体使用工况进行适应性的设置。
[0021]进一步的，所述弧形捣固镐的底面设置为第一弧面，所述第一弧面的凹面朝上。
[0022]本方案对弧形捣固镐的结构进行具体限定，与常见的平头捣固镐相比，将平头捣固镐底端的平面替换为一凹面朝上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于有砟轨道状态的捣固镐选取方法，其特征在于，包括：获取待捣固区段的指标参数，所述指标参数包括轨道几何劣化速率、道砟级配、道床脏污率；基于所述指标参数计算道床捣固健康指数；基于道床捣固健康指数确定捣固镐镐型；确定捣固镐尺寸。2.根据权利要求1所述的一种基于有砟轨道状态的捣固镐选取方法，其特征在于，通过如下公式计算道床捣固健康指数：；式中，TBHI为道床捣固健康指数；T
q
为待捣固区段的轨道几何劣化速率；T
m
为线路轨道几何劣化速率基准值；G
q
为待捣固区段的道砟级配健康系数；G
s
为铁路标准级配曲线分维度值；G
m
为在指定区域内实测劣化道砟级配曲线的95%分位数统计值；f
q
为道床当前脏污率；f
m
为在指定区域内实测道床脏污率的95%分位数统计值；α1、α2、α3均为权重系数。3.根据权利要求2所述的一种基于有砟轨道状态的捣固镐选取方法，其特征在于，通过如下公式计算待捣固区段的道砟级配健康系数：；式中，S(r)为集料中通过孔径为r的道砟筛的颗粒质量百分比；r
max
为道砟筛的最大孔径，r
min
为道砟筛的最小孔径。4.根据权利要求2所述的一种基于有砟轨道状态的捣固镐选取方法，其特征在于，所述轨道几何劣化速率，等于轨道质量指数的月平均劣化速率。5.根据权利要求2所述的一种基于有砟轨道状态的捣固镐选取方法，其特征在于，权重系数α1+α2+α3=1；当待捣固区段的线路类型为高速铁路时，α1＞α2＞α3；当待捣固...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐旸，余文颖，郄录朝，杨轶科，李毅，李录壮，张景昱，韩宏洋，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：