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音像高速铁路轨道平顺检测关键理论与技术.王平 肖杰灵
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章 绪论11.1中国高速铁路轨道维护检修体系21.2现代轨道几何状态检测与监测技术41.2.1轨道几何状态检测技术的主要分类41.2.2轨道动态不平顺检测技术的发展现状41..轨道静态不平顺检测技术的发展现状71.2.4相关检测技术的发展与应用91.2.5轨道状态监测技术的发展与应用121.3高速铁路轨道平顺检测面临的主要挑战14参考文献16第2章 高速铁路轨道静态平顺检测192.1高速铁路轨道平顺的精密工程测量与控制192.1.1高速铁路轨道精密工程测量192.1.2轨道空间几何线形控制方法202.2基于中点弦测法反演的轨道不平顺检测212.2.1基于中点弦测法的逆滤波法212.2.2基于中点弦测法反演的轨道不平顺检测理论272..基于高频采样的中点弦测法39.基于一弦多点弦测法反演的轨道不平顺检测47..1一弦N点弦测法的数学模型47..2一弦N点弦测系统误差分析532.4基于多点弦测法反演的轨道不平顺检测662.4.1化问题描述672.4.2优化方案692.4.3一弦N点的单测点弦测法702.4.4两点弦测法722.4.5多点弦测法752.4.6多测点弦测法的优化率802.5惯导航系统检测822.5.1惯导航技术简介822.5.2惯导航系统检测理论822.5.3惯导航偏移分析862.6相对与结合的检测872.6.1轨道不平顺相对测量技术872.6.2轨道不平顺测量技术872.6.3相对与结合的检测技术882.6.4轨检仪的优化研究90参考文献93第3章 高速铁路轨道不平顺动力学控制与评估953.1国内外轨道不平顺的评价方法963.1.1轨道局部不平顺评价方法963.1.2轨道整体不平顺评价方法1013.1.3功率谱密度评定轨道平顺状态1083.2轨道不平顺与轮轨系统的频率响应规律1143.2.1车辆轨道空间耦合系统频响分析模型1143.2.2车辆轨道空间耦合系统典型频响规律分析1293.3轨道不平顺的波长分析1423.3.1高低不平顺的波长分布1423.3.2水平不平顺的波长分布1443.3.3轨向不平顺的波长分布1463.3.4轨距不平顺的波长分布1483.4基于动力学的轨道不平顺评价方法1493.4.1轨道不平顺波长权重函数1503.4.2轨道不平顺的重构1643.4.3考虑波长权重的轨道不平顺管理值1933.5应用案例分析1993.5.1轨道不平顺数据样本1993.5.2动力学响应分析2013.5.3峰值管理2033.5.4均值管理206参考文献209第4章 轨道宽频动刚度检测2114.1轨道宽频动刚度检测概述2114.1.1结构的静刚度与动刚度2114.1.2结构刚度的计算方法2124.1.3轨道垂向刚度2124.2国内外轨道刚度检测技术现状2144.2.1轨道结构部件刚度的测量2144.2.2轨道整体刚度的测量2224..轨道刚度测量方法分析与比较54.3轨道结构动力特征4.3.1轨道结构的动力特4.3.2轨道结构动力特的控制与应用2414.3.3轨道结构系统动力特2434.3.4轨道结构系统动力特的参数2444.4轨道结构宽频动刚度计算理论2454.4.1两自由度的轨道动刚度计算模型2454.4.2多自由度的轨道动刚度计算模型2464.4.3有砟轨道结构的宽频动刚度计算2474.5轨道结构宽频动刚度测试方法2504.5.1力锤激励法2504.5.2小车检测法257参考文献263第5章 高速铁路无砟轨道伤损检测2655.1无砟轨道伤损及检测技术概述2655.1.1无砟轨道主要伤损类型2655.1.2无砟轨道伤损检测现状2685.2模态法检测无砟轨道伤损2695.2.1基于固有频率的结构伤损检测2695.2.2基于曲率模态的无砟轨道伤损检测2705..基于高斯曲率的无砟轨道伤损检测2775.2.4模态法检测伤损试验2805.3基于冲击回波法识别无砟轨道伤损2825.3.1冲击回波法的检测原理2825.3.2冲击回波法的数值285.3.3冲击回波法检测伤损试验2915.4无砟轨道伤损检测系统设计2945.4.1系统方案2955.4.2检测系统硬件设备2965.4.3检测系统装置2985.4.4信号处理2995.4.5检测系统识别伤损301参考文献302第6章 无缝线路温度力及断轨监测3036.1无缝线路监测及检测技术3046.1.1传统监测方法3046.1.2新型监测方法3056.2无缝线路中钢轨温度力测试3066.2.1双向应变法测试原理及组桥方案3076.2.2钢轨截面温度变化对测量误差的影响3116..基本温度力与附加纵向力的分离研究3156.2.4异包层光纤光栅传感器的室内试验验3196.2.5现场试验验3216.3高架站桥上无缝道岔监测系统3226.3.1桥上无砟道岔的状态控制指标3226.3.2桥上无砟道岔区域36.3.3高速铁路高架站轨道系统状态监测的主要内容3306.3.4主要监测技术3326.3.5高架站无缝道岔监测系统的主要组成3336.3.6监测系统的状态预测、报警和预警335参考文献336第7章 高速道岔钢轨裂纹监测3387.1道岔钢轨伤损检测及监测技术3387.1.1钢轨伤损分类3387.1.2国内外道岔监测系统3397.1.3钢轨伤损检测及监测技术3417.2基于声发技术的道岔钢轨裂纹伤损识别算法3477.2.1经典声发信号处理算法3477.2.2能量谱比值法3487..基于小波包分析的声发信号处理3547.2.4基于大数据的声发信号处理3617.2.5海量数据测试及结果3727.3高速道岔钢轨裂纹监测系统3737.3.1道岔监测系统的主要设计原则3747.3.2道岔监测系统的设计理念3747.3.3系统架构3757.3.4系统组成3757.3.5功能设计3787.3.6室内试验验3807.3.7信号在钢轨中衰减试验381参考文献382
本书针对影响高速铁路轨道平顺的检测与评价的若干关键问题,在总结现有轨道几何状态检测与监测技术、轨道刚度检测方法、无缝线路状态监测理论、无砟轨道病害检测方法和高速道岔状态监测技术的基础上,分析了我国高速铁路轨道平顺检测与监测方面面临的主要挑战;系统研究了轨道静态不平顺的检测理论与方法、轨道不平顺的动力学控制理论及评估技术、轨道宽频动刚度的检测理论与方法、基于模态的无砟道床伤损检测理论与方法、影响高速铁路高平顺的无缝线路断轨与温度力监测技术,及高速道岔钢轨裂纹监测技术等;提出了加强我国高速铁路轨道平顺检测、监测与评估的若干建议。
京沪高铁线已运营十年,复兴号使得单程时间缩到至4小时18分,高铁时代的“双城记”改变着我们对地域的理解。在高速、大运量、运营时间累计,我们对高铁的要求也在不断改变,稳静舒适度一直是高铁在便捷以外给乘客的另一大体验。既有的高铁线下部基础沉降等变形直接影响轨道平顺,另一方面受轨道使用过程手多因素耦合效应影响状态劣化;另一方面随着运营规模的不断扩大,高品质的高铁建设仍然需求量较大。科学评估是高铁运营安全的重要保障,加强我国高速铁路轨道平顺监测、监测与评估的建议。
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