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高速铁路轨道短波健康状态动态诊断模型和方法

2021-04-02刘金朝徐晓迪牛留斌孙善超张二永

铁道学报 2021年10期

刘金朝,徐晓迪,牛留斌,孙善超,张二永,赵 钢

(1.中国铁道科学研究院集团有限公司 基础设施检测研究所, 北京 100081;2.中国铁道科学研究院集团有限公司 铁路基础设施检测中心, 北京 100081)

随着我国高速铁路服役时间的增加以及高速铁路列车运营速度的逐级提高,对轨道-车辆系统平稳性的要求也越来越严格。而直接决定高速铁路轨道-车辆系统是否能够平稳安全运行的一个重要因素就是轨道的平顺性状态[1]。根据波长,轨道平顺性状态可分为长波、中波和短波三种类型的轨道不平顺。其中病害波长分布在1 m以下的为轨道短波不平顺,其对应的病害幅值较小,一般分布在几个毫米范围之内。高速铁路轨道短波不平顺在钢轨表面主要表现为钢轨焊接接头不良、钢轨擦伤、硌伤或钢轨波磨等。传统的轨道几何检测系统检测的有效波长通常在2~150 m 之间,高速铁路1 m以下的钢轨波磨、焊接接头凸凹不平、道岔状态不良等短波不平顺引起的的高频振动对轨道-车辆系统运行状态造成的影响难以评判,为此需要研究其他辅助评判手段进行检测。

作为刚性体,车辆的轮对与轴箱直接相连,轨道短波不平顺引起的高频振动响应可以直接传递到轴箱上。因此,轴箱加速度可用于评判轨道短波状态,并反映其引起的外界激扰对轨道-车辆系统的影响。文献 [2]指出,利用轴箱加速度检测轨道短波不平顺具有容易操作、维护方便、经济实用等诸多优点。文献[3]采用小波包变换对轴箱加速度进行了分析,并针对轨道短波不平顺引起的轴箱加速度在不同带宽内的振动成分的时间-尺度谱进行了计算。……

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