Пособие по техническому переводу, страница 13

Laser-Guided Tampers

Improve Track Geometry

1 Track geometry is maintained, in large part, by the effectiveness of tamping machines during surfacing operations. The use of computer-linked, laser-guided tampers allows a number of useful improvements to be made in the maintenance of vertical track geometry. This type of system, which is in use in Europe, enables:

– track geometry to be analyzed locally to determine an optimum maintenance strategy.

– design schemes to be applied which reflect the particular requirements of the track, rather than the nature of the smoothing system of the tamping machine.

– improvements in track durability to be made by overlifting long-wavelength faults.

2 The performance of a tamping machine, in relation to fault wavelengths, can be^; gauged by its "transfer function," the ratio j of pre- and post-maintenance wavelength faults. In practice, tamping machines invariably under-perform, due to the effect of rail stiffness, settlement of the track under an axle and unsatisfactory ballast support.

Medium-wavelength faults respond well to simple smooth tamping. Correction lifts are generally small, however, unless, a general lift is also applied. Small lifts are generally associated with rapid settlements. Because of the nature of smoothing systems fitted to tampers, the ability to correct long-wavelength faults is poor and requires the use of a technique known as "design tamping."

3 Simple design tamping requires a trained operator to observe the height of the front leveling chords of a tamping machine using a level (often known as an optic). The observer signals to the operator of the machine whether to raise or lower the front tower of the machine as it moves. Although the front wheels follow the undulations of the track, the leveling chords are effectively guided along the line defined by the level, and accordingly flat track is produced. Such a technique requires that a survey to locate tangent points be taken prior to the work. Simple design tamping is slow, however, and unsatisfactory in the dark, when much maintenance is performed. The technique is also limited to the range of the level, an important factor on high-speed lines on which long-wavelength faults interact with vehicle suspensions and have a serious effect on vehicle ride. And since design tamping uses considerably more resources than conventional smooth tamping, correcting faults of this type is an increasing burden to maintenance engineers on high-speed railways.

4 By evaluating the PSD, an engineer can determine the maintenance method that will provide the best possible improvement in track quality. For instance, if track is below standard (as defined by its roughness), smooth tamping would generally be applied as a first solution. If the track contained predominantly short-wavelength roughness, grinding may be a more effective solution. A simple roughness value does not provide sufficient information to indicate this. PSD, however, allows this to be seen. Similarly, faults best corrected by rail-end straightening, design tamping or stone blowing can be identified. The tamping machine, therefore, may be used most effectively.

5 The transfer function modification techniques requires the track to be surveyed in the manner previously described. Smoothing of the track is then performed by the computer, using a filtering system appropriate to the speed of the line, so that the important wavelengths arc corrected, Using the laser system, the computer then guides the tamper along the appropriate profile. Using this technique, an optimized filtering system is now being used which improves the performance of the tamper by over 400% on 50-meter (about 165-foot) track faults.

Track that has been lifted settles with time and traffic. It has long been thought that if the settlement resulting from a lift could be predicted, an initial overlift could be applied so that the track would settle to a satisfactory profile. Examination of typical lift/settlement data shows a general correlation in the relationship. To date, however, it is impossible to predict the settlement of individual ties with sufficient accuracy to tamp track so that it settles to a perfect profile. If the necessary lifts could be applied accurately, then "design overlift" would be a useful tool in the long-term control of long-wavelength faults

ШПАЛОПОДБИВОЧНЫЕ МАШИНЫ С ЛАЗЕРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ УЛУЧШАЮТ ГЕОМЕТРИЮ ПУТИ

1 Поддержание геометрических параметров пути в большой степени зависит от эффективности работы шпалоподбивочных машин. Автоматизированные машины с лазерным управлением позволяют значительно улучшить содержание пути в профиле. Такие системы управления, используемые на железных дорогах европейских стран, позволяют:

– анализировать геометрию пути на отдельных участках для определения оптимальной стратегии его текущего содержания;

– применять конструктивные схемы, которые в большей степени отражают специфические требования пути, чем выправочные системы шпалоподбивочных машин;

– исправлять длинноволновые неровности.

2 Эксплуатационные характеристики шпалоподбивочной машины в сопоставлении с длиной волны неровности могут быть оценены «передаточной функцией» этой машины, т.е. отношением длины неровности до и после прохода машины. В реальных условиях шпалоподбивочные машины, как правило, не реализуют свои возможности полностью из-за жесткости рельсов, просадки пути под нагрузкой и вследствие неудовлетворительной несущей способности балласта.

Средневолновые неровности хорошо исправляются сглаживающей подбивкой. Корректирующие подъемки в целом невелики, если не проводят общую подъемку участка. Малые подъемки в основном сопровождаются быстрыми просадками. Из-за характера сглаживающих систем, которыми оборудованы шпалоподбивочные машины, способность исправления длинноволновых неровностей незначительна и требует использования метода подбивки по проектным точкам.

3 Шпалоподбивочная машина простой конструкции нуждается в опытном операторе для наблюдения за высотой подъема передней хорды машины с помощью уровня (часто оптического), сигналы оператор получает от находящегося на пути наблюдателя. Хотя передние колеса повторяют неровность пути, нивелирующие хорды направляются вдоль линии, задаваемой уровнем, в результате чего создается плавный профиль. Такой метод требует съемки профиля пути для выявления точек перегиба до начала работы. Простая проектная подбивка требует, однако, много времени и неосуществима в темное время. Этот метод также ограничен диапазоном работы уровня, что имеет важное значение для высокоскоростных участков, на которых длинноволновые неровности взаимодействуют с системой подвешивания вагона и заметно влияют на плавность хода. Поскольку подбивка по проектным точкам более трудоемкая, чем обычная сглаживающая, выправка неровностей представляет все большую сложность для текущего содержания пути на высокоскоростных участках.

4 На основе спектра можно выбрать метод текущего содержания, который обеспечит наибольшее улучшение состояния пути.Например, если путьне удовлетворяет нормативам (вотношении неровностей пути), сглаживающая подбивка может в целом быть применена в качестве первого шага. Если путь имеет преимущественно коротковолновые неровности, более приемлемым решением может быть шлифование рельсов. Для выявления этого только величин неровности пути в качестве информации недостаточно. Аналогично могут быть выявлены неровности, устраняемые выпрямлением концов рельсов, расчетной подбивкой шпал или пневмодозированием балласта. В результате шпалоподбивочная машина может быть использована наиболее эффективно.

5 Метод модификации передаточной функции требует съемки пути упомянутым способом. Затем сглаживание пути (величины подъемки) рассчитывают на компьютере, используя систему фильтрации, соответствующую скоростям движения на линии, и устраняя важнейшие по длине волн неровности пути. Используя лазерную систему, компьютер в дальнейшем управляет движением шпалоподбивочной машины по приемлемому профилю. С данным методом используется оптимальная система фильтрации, которая позволяет улучшить производственные характеристики шпалоподбивочной машины при 50-метровых неровностях более чем в четыре раза.

Подвергнутый подъемке путь со временем оседает под воздействием подвижной нагрузки. Долгое время предполагали, что если удастся спрогнозировать осадки пути после его подъемки, можно будет осуществлять избыточную подъемку, после которой осадки пути приведут к расчетному профилю. Исследование типичных данных о подъемках и осадках пути свидетельствует о наличии корреляции между этими явлениями. В настоящее время, однако, невозможно с достаточной точностью прогнозировать осадку отдельной шпалы и подбивать ее так, чтобы после осадки она заняла расчетное положение. Если необходимая подъемка осуществлена точно, то «расчетная избыточная подъемка» может стать полезным инструментом в долгосрочном регулировании длинноволновых неровностей.