[發明專利]一種輪軌垂直力地面全連續測量方法和系統

有效

• 申請號: 201580079122.7
• 申請日: 2015-04-28
• 公開（公告）號: CN107532960B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 曾宇清;李旭偉;于衛東;柴雪松
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院;中國鐵道科學研究院機車車輛研究所;中國鐵道科學研究院鐵道建筑研究所;北京縱橫機電技術開發公司;中鐵科學技術開發公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01M5/00
• 代理公司: 北京市鑄成律師事務所 11313
• 代理人: 王珺;徐瑞紅

一種輪軌垂直力連續測量方法，在第1單元測區和第2單元測區以及由第1單元測區和第2單元測區構造的第1?2復合測區上，所述方法包括：利用第一和第二剪力(Q₁,Q₂)測量點以及第一和第二剪力(Q₁,Q₂)測量點間的軌枕垂向支撐力(N_j)測量點的測量結果，得到作用在第1單元測區上的輪軌垂直力(F₁)；利用第二和第三剪力(Q₂,Q₃)測量點以及第二和第三剪力(Q₂,Q₃)測量點間的軌枕垂向支撐力(N_j)測量點的測量結果，得到作用在第2單元測區上的輪軌垂直力(F₂)；得到作用在第1?2復合測區上的輪軌垂直力；以及對輪對在第1和第2單元測區以及第1?2復合測區上的輪軌垂直力進行組合，得到輪對連續的輪軌垂直力。還公開了一種輪輪垂直力地面全連續測量系統。

技術領域

本發明涉及軌道交通領域，特別地涉及輪軌垂直力地面全連續測量方法和系統。

背景技術

軌道車輛輪軌力地面測量對于軌道車輛的安全評估非常重要。由于軌枕上方的鋼軌應變受軌枕支撐狀態的影響很大，導致軌枕上方的輪軌垂直力難以穩定測量，現有的輪軌垂直力地面測量通常采用間斷的跨中剪力法來實現。例如，中國現行鐵路行業標準《輪軌水平力、垂直力地面測量方法》(TB/T 2489-94)中就規定采用同一鋼軌跨中、兩個間距220mm的剪力測點組合來測量輪軌垂直力。在常規設置的線路上，跨中剪力法一般僅能獲得不大于10cm距離內的輪軌垂直力，有效測量尺度約0.1m。

專利號ZL 92228559.4、名稱為“動態測量垂直力的組合裝置”的中國專利(以下簡稱559專利)采用兩個布置在不同鋼軌跨中的剪力傳感器構成一個位于兩剪力傳感器間的輪軌垂直力測量平臺，將剪力傳感器與測量平臺上稱重傳感器的輸出進行組合，得到作用在整個測量平臺上的輪軌垂直力。然而，這種既有的‘剪力+支撐力’方法在運用于輪軌垂直力測量時，單個平臺(單元測區)長度受限于鐵道車輛的軸距，且存在一個長度與鋼軌高度相近的剪力測量無效區，即剪力測量過渡區，因此，實際有效測量尺度約1～2m。工業上應用559專利進行長距離測量時，采用連續布置多個單元測區且相鄰單元測區共用端部剪力傳感器的方式進行，得到的是準連續的輪軌垂直力。這樣就需要更長的名義測量長度才能實現輪對圓周的全覆蓋測量，并且對輪對圓周幾何而言不能保證空間時序，所以，仍不能完全滿足客車及高速列車安全監測的需求。

一種在技術上可行的實現輪軌垂直力長距離連續測量的方法是連續布置多個‘剪力+支撐力’形式的單元測區且使相鄰單元測區的有效測量范圍相互覆蓋，此時相鄰單元測區端部的剪力傳感器將不能共用。但是，這種方法成本過高且在同等條件下系統可靠性降低，難以推廣運用。

專利號ZL 2009 1 0086149.5、名稱為“一種基于鋼軌應變的輪軌垂直力連續測量方法和裝置”的中國專利采用鋼軌不同應變組合的方式，實現了輪軌垂直力的長距離連續測量。然而，雖然該方法的實施成本不高，但維護不便，目前，難以在工程上大規模使用。

發明內容

針對以上技術問題，本申請提出了一種輪軌垂直力連續測量方法，在第1單元測區和第2單元測區以及由第1單元測區和第2單元測區構造的第1-2復合測區上，其中第1單元測區包括第一剪力測量點，第1單元測區和第2單元測區共用的第二剪力測量點，以及第一和第二剪力測量點間的軌枕垂向支撐力測量點，第2單元測區還包括第三剪力測量點以及第二和第三剪力測量點間的軌枕垂向支撐力測量點，第1-2復合測區不采用第二剪力測量點，所述方法包括：利用第一和第二剪力測量點以及第一和第二剪力測量點間的軌枕垂向支撐力測量點的測量結果，得到作用在第1單元測區上的輪軌垂直力；利用第二和第三剪力測量點以及第二和第三剪力測量點間的軌枕垂向支撐力測量點的測量結果，得到作用在第2單元測區上的輪軌垂直力；得到作用在第1-2復合測區上的輪軌垂直力；以及對輪對在第1和第2單元測區以及第1-2復合測區上的輪軌垂直力進行組合，得到輪對連續的輪軌垂直力。