基于不平顺谱的轨道不平顺状态评价与识别探讨

徐 磊， 陈宪麦， 张 晴， 李 斌

(1．中南大学 土木工程学院，湖南 长沙 410075;2．高速铁路建造技术国家工程实验室，湖南 长沙 410075)

0 引言

轨道不平顺是轮轨系统的激扰源，一方面直接影响行车的安全性和平稳性，另一方面由于轨道不平顺激扰引起的动荷载将加速轨道不平顺的发展，从而进一步加大对行车安全性和车辆轨道设备使用寿命的影响［1］。轨道不平顺功率谱密度( 以下简称“轨道谱”，亦称PSD) 即单位频宽内的不平顺的均方值，包含了波长和幅值两方面的信息，是铁路线轨道不平顺检测数据的函数统计，它反映了整段线路轨道不平顺波长和幅值的统计特性。

现阶段，对轨道平顺状态评价的方法主要有3 种，即轨道局部不平顺超限评分法、用轨道质量指数( Track Quality Index，简称TQI) 来评价轨道状态的方法、用能反映轨道不平顺幅值和波长的功率谱密度来评价轨道平顺状态的方法。目前我国轨道质量状态主要采用局部不平顺超限评分和轨道质量指数来评定。欧美及日本等许多国家的铁路用轨道谱诊断和综合评判铁路轨道的平顺性［2-5］。欧洲高速铁路采用轨道谱反演曲线的上、下限界谱，对轨道的平顺性进行评判。近年来，国内基于轨道谱评判轨道平顺性也做了许多有意义的工作［6-7］。进一步研究用轨道谱实时评判和识别一定单元长度内轨道不平顺的幅值和波长特征，用随波长不同的轨道谱值，同时结合里程信息，识别线路各区段在各波长范围的不评顺性，并针对性的评判轨道平顺性在各波段的优良、合格、失格等级，将更科学的评判轨道不平顺状态，进一步提高轨道不平顺识别和评判水平［6］。……