[go: up one dir, main page]

RU2240244C2 - Method of checking rail track rigidity by track-measuring car - Google Patents

Method of checking rail track rigidity by track-measuring car Download PDF

Info

Publication number
RU2240244C2
RU2240244C2 RU2002132852/11A RU2002132852A RU2240244C2 RU 2240244 C2 RU2240244 C2 RU 2240244C2 RU 2002132852/11 A RU2002132852/11 A RU 2002132852/11A RU 2002132852 A RU2002132852 A RU 2002132852A RU 2240244 C2 RU2240244 C2 RU 2240244C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
track
rail
rigidity
measuring
stiffness
Prior art date
Application number
RU2002132852/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002132852A (en
Inventor
А.М. Боронахин (RU)
А.М. Боронахин
В.И. Гупалов (RU)
В.И. Гупалов
А.В. Казанцев (RU)
А.В. Казанцев
А.В. Мочалов (RU)
А.В. Мочалов
Original Assignee
Боронахин Александр Михайлович
Гупалов Валерий Иванович
Казанцев Андрей Валерьевич
Мочалов Андрей Владимирович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Боронахин Александр Михайлович, Гупалов Валерий Иванович, Казанцев Андрей Валерьевич, Мочалов Андрей Владимирович filed Critical Боронахин Александр Михайлович
Priority to RU2002132852/11A priority Critical patent/RU2240244C2/en
Publication of RU2002132852A publication Critical patent/RU2002132852A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2240244C2 publication Critical patent/RU2240244C2/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

FIELD: railway transport; railway bed condition checking facilities.
SUBSTANCE: cross level of track and forces acting onto left-hand and right-hand axle boxes of wheelsets are measured when each of four wheelsets of track-measuring car pass fixed points of track. Basing on obtained information, average rigidity of track in said points and deviation of rigidity of rail lines from average value of track rigidity are determined using analytical relationships.
EFFECT: possibility of measuring rail track rigidity by track-measuring car at any running speeds.
4 cl

Description

Использование: для измерения жесткости рельсового пути. Сущность изобретения: способ заключается в том, что при прохождении фиксированных точек каждой колесной парой путеизмерительного вагона измеряют поперечный уровень рельсовой колеи, одновременно измеряют силы действующие на каждую из букс, полученные результаты измерения подставляют в систему уравнений взаимодействия путеизмерительного вагона и рельсового пути при измерении поперечного уровня и определяют среднюю жесткость рельсового пути в каждой фиксированной точке и отклонение жесткости каждой из рельсовых нитей от среднего значения в указанной точке.Usage: to measure the rigidity of the rail track. The essence of the invention: the method consists in the fact that when passing fixed points with each wheel pair of a measuring car, the transverse level of the rail track is measured, the forces acting on each of the axle boxes are measured at the same time, the obtained measurement results are inserted into the system of equations of interaction of the measuring car and the rail when measuring the transverse level and determine the average stiffness of the rail track at each fixed point and the deviation of the stiffness of each of the rail threads from the average cheniya at said point.

Изобретение относится к контролю состояния железнодорожного пути и может быть использовано для оценки и прогноза этого состояния.The invention relates to monitoring the condition of the railway track and can be used to assess and predict this condition.

Известен способ определения коэффициента относительной жесткости основания железнодорожного пути и рельса и устройство для его реализации [1] заключающийся в том, что регистрируют сигналы, характеризующие величину прогиба под каждой тележкой вагонов состава, каждый раз определяют по меньшей мере два расстояния между датчиком и опорной точкой ближнего к датчику колеса тележки, при которых наблюдаются нулевые значения прогиба рельса, и по данным о полученных расстояниях при воздействии всех тележек вагонов состава определяют среднее значение и дисперсию коэффициента жесткости.A known method for determining the coefficient of relative stiffness of the base of a railway track and rail and a device for its implementation [1] consisting in the fact that they record signals characterizing the amount of deflection under each bogie of wagons, each time at least two distances between the sensor and the reference point of the near to the wheel sensor of the truck, at which zero values of the deflection of the rail are observed, and according to the data on the distances obtained under the influence of all the carts of the carriages, the average value The rate and variance of the stiffness coefficient.

Недостатком приведенного способа является локальный характер его использования.The disadvantage of this method is the local nature of its use.

Известен способ определения кривизны рельса под нагруженным колесом, изгибающего момента, напряжений от изгиба рельса, относительной жесткости и модуля упругости подрельсового основания [2], заключающийся в том, что определяют относительное перемещение трех точек, расположенных на рабочей поверхности головки рельса упомянутое перемещение трех точек определяют непосредственно вблизи нагруженного колеса, перемещаемого с заданной скоростью, а кривизну, изгибающий момент и напряжения от изгиба рельса, относительную жесткость и модуль упругости подрельсового основания определяют по соответствующим соотношениям.A known method for determining the curvature of the rail under a loaded wheel, bending moment, stresses from bending of the rail, relative stiffness and elastic modulus of the rail base [2], which consists in determining the relative displacement of three points located on the working surface of the rail head, the said displacement of three points is determined directly near the loaded wheel moving at a given speed, and the curvature, bending moment and stresses from the bending of the rail, relative stiffness and modulus of control the rigidity of the rail base is determined by the appropriate ratios.

Недостатком вышеизложенного способа является низкая точность, обусловленная отсутствием учета динамического взаимодействия пути и подвижного состава (вагона).The disadvantage of the above method is the low accuracy due to the lack of consideration of the dynamic interaction of the track and the rolling stock (car).

Задачей изобретения является измерение жесткости рельсового пути путеизмерительным вагоном при любых скоростях движения.The objective of the invention is to measure the stiffness of the rail track measuring car at any speed.

Для решения поставленной задачи способ измерения путеизмерительным вагоном жесткости рельсового пути, заключается в том, что при прохождении фиксированных точек каждой колесной парой путеизмерительного вагона измеряют поперечный уровень рельсовой колеи, одновременно измеряют силы, действующие на бусы колесной пары, полученные результаты подставляют в систему уравнений взаимодействия путеизмерительного вагона и рельсового пути при измерении поперечного уровня каждой колесной парой и определяют среднюю жесткость рельсовой колеи в указанной фиксированной точке и отклонения жесткости каждой из рельсовых нитей от среднего значения жесткости колеи в этой точке.To solve this problem, a way to measure the stiffness of a rail track by a measuring car, consists in measuring the transverse level of a rail track when passing fixed points with each wheel pair of a measuring car, and simultaneously measuring the forces acting on the wheels of a pair of wheels, and the results obtained are inserted into the system of equations of interaction between the measuring track wagon and rail track when measuring the transverse level of each pair of wheels and determine the average stiffness of the rail track in the specified fixed point and the deviation of the stiffness of each of the rail threads from the average value of the stiffness of the track at this point.

Обоснование предложенного способа заключается в следующем. Взаимное положение рельсовых нитей по уровню определяется из выраженияThe rationale for the proposed method is as follows. The relative position of the rail threads by level is determined from the expression

Figure 00000001
Figure 00000001

где l - ширина колеи, θр - угол наклона рельсовой колеи относительно горизонта.where l is the gauge, θ p is the angle of inclination of the rail gauge relative to the horizon.

В свою очередь наклон рельсовой колеи можно представитьIn turn, the slope of the rail track can be imagined

Figure 00000002
Figure 00000002

где θг - угол наклона рельсовой колеи определяемый геометрией пути и измеряемый без нагрузки; θст - изменение наклона пути, вызванное статической нагрузкой; θд - изменение наклона пути, вызванное динамической нагрузкой.where θ g is the angle of inclination of the rail track determined by the geometry of the track and measured without load; θ article - a change in the slope of the path caused by a static load; θ d - a change in the slope of the path caused by dynamic load.

Обозначим жесткость рельсовых нитей (левой и правой)Denote the stiffness of the rail threads (left and right)

Figure 00000003
Figure 00000003

где

Figure 00000004
средняя жесткость рельсовой колеи, а Δ - отклонение жесткости рельсовых нитей от средней жесткости колеи.Where
Figure 00000004
the average stiffness of the rail track, and Δ is the deviation of the stiffness of the rail threads from the average stiffness of the track.

Изменение наклона пути обусловленное суммарной нагрузкой (статической и динамической) можно представитьThe change in the slope of the path due to the total load (static and dynamic) can be represented

Figure 00000005
Figure 00000005

где ΔZл и ΔZп - вертикальная деформация рельсовых нитей, вызванная суммарной нагрузкой; Fл и Fп - силы, действующие на левую и правую буксы колесной пары.where ΔZ l and ΔZ p - vertical deformation of rail threads caused by the total load; F l and F p - the forces acting on the left and right axle boxes of the wheelset.

При С 2 р >>Δ2 из (4) получимAt C 2 R >> Δ 2 from (4) we obtain

Figure 00000006
Figure 00000006

При измерении наклона пути в фиксированной точке при прохождении каждой из колесных пар путеизмерительного вагона (при различных статических нагрузках на тележки и различных фазах колебаний вагона) получим четыре независимых результата измеренийWhen measuring the slope of the track at a fixed point during the passage of each of the wheelsets of the track measuring car (with different static loads on the bogies and different phases of the car’s vibrations), we obtain four independent measurement results

Figure 00000007
Figure 00000007

Из (6) видно, что любая разность двух приведенных результатов не содержит геометрической компоненты θг.From (6) it is clear that any difference between the two results does not contain the geometric component θ g .

С учетом (5) и (6) можно написать два разностных уравнения.In view of (5) and (6), two difference equations can be written.

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

Введем обозначенияWe introduce the notation

[(Fл1-Fп1)-(Fл3-Fп3)]=a,[(F -F n1 n1) - (F -F n3 n3)] = a,

[(Fл3+Fп3)-(Fл1+Fп1)]=b,[(F l3 + F p3 ) - (F l1 + F p1 )] = b,

[(Fл2-Fп2)-(Fл4-Fп4)]=d,[(F -F n2 n2) - (F -F n4 n4)] = d,

[(Fл4+Fп4)-(Fл2+Fп2)]=e.[(F l4 + F p4 ) - (F l2 + F p2 )] = e.

С учетом принятых обозначений из (7) получимTaking into account the accepted notation from (7) we obtain

Figure 00000010
Figure 00000010

Подставив (9) в (8) получим уравнениеSubstituting (9) into (8) we obtain the equation

Figure 00000011
Figure 00000011

первый корень которого Ср=0 не имеет физического смысла и поэтому исключается из рассмотрения, а второй получаем в видеthe first root of which With p = 0 has no physical meaning and therefore is excluded from consideration, and the second is obtained in the form

Figure 00000012
Figure 00000012

Таким образом, решена задача измерения жестокостей рельсовых нитей при прохождении фиксированной точки путеизмерительным вагоном.Thus, the problem of measuring the severity of rail threads when passing a fixed point with a measuring car was solved.

Выбор фиксированных точек пути осуществляется при помощи шага датчика пути (одометра) как и при измерении геометрических параметров рельсового пути, а сам шаг (квант) датчика пути выбирается кратным межосевым расстояниям вагона.The choice of fixed track points is carried out using the step of the track sensor (odometer) as in the measurement of the geometric parameters of the rail track, and the step (quantum) of the track sensor is selected as a multiple of the center distance of the car.

ЛитератураLiterature

1. Патент №2116400 Россия. Способ определения коэффициента относительной жесткости основания железнодорожного пути и рельса и устройство для его реализации /В.П.Григорьев, Г.Н.Дюков, Н.А.Князев, Л.Е.Шейнман (Россия). - Заяв. №96101917/28; опубл. 27.07.98.1. Patent No. 2116400 Russia. A method for determining the coefficient of relative stiffness of the base of a railway track and rail and a device for its implementation / V.P. Grigoriev, G.N. Dyukov, N.A. Knyazev, L.E. Sheinman (Russia). - Application. No. 96101917/28; publ. 07/27/98.

2. Патент №208423 Россия. Способ определения кривизны рельса нод нагруженным колесом, изгибающего момента, напряжений от изгиба рельса, относительной жесткости и модуля упругости подрельсового основания /А.Д.Конюхов, В.А.Рейхард, А.А.Нефедов, В.Л.Порошин (Россия). - Заяв. №94015384/28; опубл. 10.04.98.2. Patent No. 208423 Russia. The method for determining the curvature of the rail of the nodes by the loaded wheel, bending moment, stresses from the bending of the rail, relative stiffness and elastic modulus of the rail base / A.D. Konyukhov, V.A. Reykhard, A.A. Nefedov, V.L. Poroshin (Russia) . - Application. No. 94015384/28; publ. 04/10/98.

Claims (4)

1. Способ измерения путеизмерительным вагоном жесткости рельсового пути, заключающийся в том, что при прохождении фиксированных точек пути каждой из четырех колесных пар путеизмерительного вагона измеряют поперечный уровень рельсовой колеи и силы Fл1 и Fп1, Fл2 и Fп2, Fл3 и Fп3, Fл4 и Fп4, действующие на левые и правые буксы колесных пар, а среднюю жесткость Ср рельсовой колеи в указанной фиксированной точке и отклонение Δ жесткости рельсовых нитей от средней жесткости колеи определяют по выражениям:1. Method of measuring stiffness puteizmeritelnym carriage track, consisting in that during the passage of the fixed points of the path of each of the four wheelsets puteizmeritelnogo wagon measured cross level of the track and force F n1 and F n1, n2 F and F n2, n3 F and F n3, n4 and F n4 F acting on the left and right wheel pair axle box, and an average stiffness Cp of the track in said fixed point and the deviation Δ stiffness of rails of medium hardness gauge is determined by the expressions:
Figure 00000013
Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000014
где l - ширина колеи;where l is the gauge; θp1, θp2, θp3, θp4 - углы наклона рельсовой колеи относительно горизонта в фиксированной точке для соответственно первой, второй, третьей и четвертой колесных пар;θ p1 , θ p2 , θ p3 , θ p4 - the angles of inclination of the rail track relative to the horizon at a fixed point for the first, second, third and fourth wheel pairs, respectively; [(Fл1-Fп1) - (Fл3-Fп3)]=a,[(F -F n1 n1) - (F -F n3 n3)] = a, [(Fл3+Fп3) - (Fл1+Fп1)]=b,[(F l3 + F p3 ) - (F l1 + F p1 )] = b, [(Fл2-Fп2) - (Fл4-Fп4)]=d,[(F -F n2 n2) - (F -F n4 n4)] = d, [(Fл4+Fп4) - (Fл2+Fп2)]=e.[(F l4 + F p4 ) - (F l2 + F p2 )] = e.
2. Способ по п.1, в котором фиксированные точки определяют с помощью датчика пройденного пути, шаг которого выбирают кратным расстояниям между колесными парами путеизмерительного вагона.2. The method according to claim 1, in which the fixed points are determined using the sensor of the distance traveled, the step of which is selected as a multiple of the distances between the wheelsets of the measuring car. 3. Способ по п.1, в котором статическую нагрузку на тележки путеизмерительного вагона принудительно делают различной.3. The method according to claim 1, in which the static load on the carts of the measuring car is forcibly made different. 4. Способ по п.1, в котором результаты измерений нормируют по скорости.4. The method according to claim 1, in which the measurement results are normalized by speed.
RU2002132852/11A 2002-11-28 2002-11-28 Method of checking rail track rigidity by track-measuring car RU2240244C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002132852/11A RU2240244C2 (en) 2002-11-28 2002-11-28 Method of checking rail track rigidity by track-measuring car

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002132852/11A RU2240244C2 (en) 2002-11-28 2002-11-28 Method of checking rail track rigidity by track-measuring car

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002132852A RU2002132852A (en) 2004-05-27
RU2240244C2 true RU2240244C2 (en) 2004-11-20

Family

ID=34310144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002132852/11A RU2240244C2 (en) 2002-11-28 2002-11-28 Method of checking rail track rigidity by track-measuring car

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2240244C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2291803C2 (en) * 2004-12-23 2007-01-20 Александр Михайлович Боронахин Method of measuring vertical rigidities of rail lines by track testing car
RU2291804C2 (en) * 2004-12-23 2007-01-20 Александр Михайлович Боронахин Method of measuring side (cross) rigidities of rail lines by track testing car
RU2731163C1 (en) * 2019-10-07 2020-08-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) Method of estimating dynamic rigidity of track and device for its implementation
CN115600297A (en) * 2022-10-28 2023-01-13 中铁第四勘察设计院集团有限公司(Cn) Design optimization method of track layout and construction method of ballastless track

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2061611C1 (en) * 1991-12-09 1996-06-10 Владимир Николаевич Кашников Method of determining parameters characterizing condition of wheel-rail system when vehicle along curvilinear section of track
RU2108423C1 (en) * 1994-04-26 1998-04-10 Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта Method for checking condition of railway track
RU2116400C1 (en) * 1996-01-24 1998-07-27 Управление Октябрьской железной дороги Method of and device for determining coefficient of relative rigidity of railway base and rail

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2061611C1 (en) * 1991-12-09 1996-06-10 Владимир Николаевич Кашников Method of determining parameters characterizing condition of wheel-rail system when vehicle along curvilinear section of track
RU2108423C1 (en) * 1994-04-26 1998-04-10 Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта Method for checking condition of railway track
RU2116400C1 (en) * 1996-01-24 1998-07-27 Управление Октябрьской железной дороги Method of and device for determining coefficient of relative rigidity of railway base and rail

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2291803C2 (en) * 2004-12-23 2007-01-20 Александр Михайлович Боронахин Method of measuring vertical rigidities of rail lines by track testing car
RU2291804C2 (en) * 2004-12-23 2007-01-20 Александр Михайлович Боронахин Method of measuring side (cross) rigidities of rail lines by track testing car
RU2731163C1 (en) * 2019-10-07 2020-08-31 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) Method of estimating dynamic rigidity of track and device for its implementation
CN115600297A (en) * 2022-10-28 2023-01-13 中铁第四勘察设计院集团有限公司(Cn) Design optimization method of track layout and construction method of ballastless track

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9628762B2 (en) System for imaging and measuring rail deflection
Janssens et al. Railway noise measurement method for pass-by noise, total effective roughness, transfer functions and track spatial decay
RU2394120C2 (en) Method to estimate track state
Boronenko et al. Continuous monitoring of the wheel-rail contact vertical forces by using a variable measurement scale
CN113624521A (en) Method and system for monitoring snake-shaped instability of train based on axle box vibration
Boronakhin et al. Inertial method of railway track diagnostics incorporating the condition of rolling surfaces of the railcar’s wheels
Boronenko et al. Experimental determination of forces through measurements of strains in the side frame of the bogie
RU2240244C2 (en) Method of checking rail track rigidity by track-measuring car
JP7257729B2 (en) Bridge resonance detection method, its resonance detection device, and bridge resonance detection program
Boronenko et al. Diagnostics of freight cars using on-track measurements
JP7402594B2 (en) Bridge resonance detection method, resonance detection device, and bridge resonance detection program
Gómez et al. Railway dynamometric wheelsets: a comparison of existing solutions and a proposal for the reduction of measurement errors
JP7482584B2 (en) Bridge deflection measurement method, deflection measurement device, and bridge deflection measurement program
KR100651189B1 (en) Apparatus and method for running performance testing of the complete railway vehicle
RU2291803C2 (en) Method of measuring vertical rigidities of rail lines by track testing car
JP7488776B2 (en) Bridge resonance detection method, resonance detection device, and bridge resonance detection program
Lu et al. Exception criteria in vertical track deflection and modulus
RU2242391C2 (en) Method of inertia measurements of rail track irregularities
RU2291804C2 (en) Method of measuring side (cross) rigidities of rail lines by track testing car
RU2002132852A (en) METHOD FOR MEASURING BY RAILWAY RIGGING WAGON CAR
JP2018086876A (en) Ride comfort measurement method and apparatus
RU2625256C1 (en) Method for controlling tread surface of railway wheels in motion
RU2143359C1 (en) Device for checking deformation of rails in vertical plane
Barbosa Identification of railway track quality and safety through the dynamic inertial response of railway carbody and truck
Lutzenberger et al. Revision of EN 15610-Wheel roughness measurements

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20051129