[發(fā)明專利]一種基于振動的無砟軌道板離縫深度無損檢測方法及設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610122133.5
• 申請日: 2016-03-03
• 公開（公告）號: CN105783799B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發(fā)明（設計）人: 吳佳曄;李振廷;張志遠;朱紀剛;姚鑫;吳曾煒
• 申請（專利權）人: 四川升拓檢測技術股份有限公司
• 主分類號: G01B17/00
• 分類號: G01B17/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 王記明

本發(fā)明公開了一種基于振動的無砟軌道板離縫深度無損檢測方法及設備，用于針對：現(xiàn)有技術中針對軌道板離縫深度檢測，采用到的塞尺法、基于超聲波的無損檢測方法、基于沖擊彈性波的無損檢測方法均具有較大的局限性，難以滿足實際檢測的需要的問題，本案提供的方法及設備，旨在利用激振裝置，使軌道板邊緣產生微小振動，通過分析該振動的頻譜特性，直觀、方便、高效、準確的測得軌道板離縫的深度。

技術領域

本發(fā)明涉及鐵路行業(yè)安全檢測技術領域，特別是涉及一種基于振動的無砟軌道板離縫深度無損檢測方法及設備，具體是一種利用微小的誘導振動，檢測無砟軌道板邊緣離縫深度的無損檢測方法和設備。

背景技術

無砟軌道取消了傳統(tǒng)有砟軌道的軌枕和道床，采用預制的鋼筋混凝土板直接支承鋼軌，并且在軌道板與混凝土基礎版之間填充CA砂漿或自密實混凝土墊層，是一種全新的全面支撐的板式軌道結構。它具有以下優(yōu)點：穩(wěn)定性、平順性良好；建筑高度低、自重輕，可減小橋梁二期荷載和降低隧道凈空；軌道變形緩慢，耐久性好；不需要維修或者少維修且維修費用低等優(yōu)點。無砟軌道對工程材料和基礎土建工程的要求都非常高，因此初期建設費用高于有砟軌道，但是它的穩(wěn)定性好、使用壽命長。因此，在鐵路客運專線中采用板式無砟軌道結構已成為現(xiàn)在高速鐵路建設的主流模式和必然趨勢。

我國目前采用的板式無砟軌道有三種結構形式，即CRTS I型、CRTS Ⅱ型和CRTSⅢ型。其中，CRTS Ⅱ型和CRTSⅢ型均存在邊緣離縫的問題：

CRTS Ⅱ型從德國引進，其標準板長6450mm、寬2550mm、厚度200mm，混凝土的設計強度為C55。軌道板橫向配置60根預應力鋼筋，縱向配置6根由20精軋螺紋鋼筋，用于軌道板的縱向連接；

CRTSⅢ型由我國自主研發(fā)，總體結構方案為帶擋肩的新型單元板式無砟軌道結構，主要由鋼軌、扣件、預制軌道板、配筋的自密實混凝土(自流平混凝土調整層)、限位擋臺、中間隔離層(土工布)和鋼筋混凝土底座等部分組成。標準板長5350mm、寬2500mm、厚度190～210mm，混凝土的設計強度一般為C60。

這兩種板式無砟軌道板在軌道板(也稱頂板)與底座(也稱底板)之間設置調整層(也稱板下填充層)。該調整層主要起到如下的作用：

填充調整：全面、均勻地支撐軌道板，并便于調整軌道的高低，提高施工效率和下部基礎變形時的可維護性；

承力傳力：承受由軌道板傳來的豎向力和縱橫水平力，并將其分散傳遞給底座和限位裝置。

調整層材料一般需要具備較好的流動性和一定的強度和彈性模量。調整層的狀態(tài)直接影響軌道板的壽命和列車的行駛安全。由于施工質量、列車荷載及溫度的作用等諸方面的原因，在軌道板與調整層之間會出現(xiàn)相互脫離(亦即脫空的現(xiàn)象，如圖2右圖所示)，使得結構的受力狀態(tài)惡化。嚴重時，軌道板還可能出現(xiàn)翹曲現(xiàn)象(圖1)，進而危害列車的行車安全。

根據(jù)實踐經(jīng)驗，軌道板與調整層間的脫空有很大一部分發(fā)生在軌道周邊，亦即所謂的“離縫”。該離縫的深度反映了脫空的程度，是判斷軌道板健全性的重要指標。

另一方面，對于運營中的高速鐵路，其能夠用于軌道檢測、檢修的時間極其有限(僅有部分夜晚的2、3個小時)。因此，能夠快速、準確地測試離縫的深度，對高鐵軌道的養(yǎng)護、管理有著非常重要的意義。

現(xiàn)有的離縫深度檢測技術：

目前，針對軌道板離縫深度的檢測，大致可以分為以下幾類：

塞尺法：即用薄直尺從離縫處插入，插入深度即被認為是離縫深度；

基于超聲波的無損檢測技術：在離縫兩側設置超聲波探頭，通過測試超聲波通過離縫的時間來推算離縫深度；

基于彈性波的無損檢測技術：在離縫兩側分別激發(fā)和接收沖擊彈性波，通過測試沖擊彈性波通過離縫的時間以及衰減來推算離縫深度。