[發(fā)明專(zhuān)利]無(wú)砟軌道病害檢測(cè)方法及檢測(cè)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810991025.0
• 申請(qǐng)日: 2018-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109208568A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭峰;張繼昶
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京瑞威世紀(jì)鐵道工程有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E02D1/08
• 分類(lèi)號(hào): E02D1/08
• 代理公司: 北京獻(xiàn)智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11434
• 代理人: 趙丹;楊獻(xiàn)智

本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)砟軌道病害檢測(cè)方法及檢測(cè)系統(tǒng)，該檢測(cè)系統(tǒng)包括：激振器、地震儀、與地震儀通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)連接的數(shù)據(jù)處理器、以及通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與地震儀相連接的多道檢波器，激振器設(shè)置于無(wú)砟軌道的縱向分布線(xiàn)的一端的混凝土地面處；多道檢波器分別與無(wú)砟軌道的混凝土地面相耦合，其中，多道檢波器沿縱向分布線(xiàn)間隔設(shè)置并且每道檢波器與縱向分布線(xiàn)之間的偏移距小于等于1米且相鄰兩道檢波器之間的道間距小于等于0.5米。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高鐵路基病害的檢測(cè)方法，特別涉及一種無(wú)砟軌道病害檢測(cè)方法及檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

經(jīng)過(guò)多年的高速鐵路建設(shè)，我國(guó)已經(jīng)建成了世界上規(guī)模最大的高速鐵路網(wǎng)。由于無(wú)砟軌道具有穩(wěn)定高、剛度均勻好、結(jié)構(gòu)耐久性強(qiáng)、維修工作量少和技術(shù)相對(duì)成熟等特點(diǎn)，目前高速鐵路比較發(fā)達(dá)的國(guó)家大都采用無(wú)砟軌道作為主要的軌道結(jié)構(gòu)型式。我國(guó)高速鐵路也普遍采用無(wú)砟軌道技術(shù)。

然而，無(wú)砟軌道在長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)和外界復(fù)雜自然環(huán)境作用下會(huì)不可避免地出現(xiàn)損壞和老化，高速行駛的列車(chē)對(duì)無(wú)砟軌道的破壞更加嚴(yán)重。目前，我國(guó)開(kāi)始運(yùn)營(yíng)的高速鐵路的無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)或多或少的出現(xiàn)了一些病害和征兆，如秦沈客專(zhuān)、京津城際、武廣客專(zhuān)、鄭西高鐵、滬寧高鐵、京滬高鐵等均有類(lèi)比不一、程度不等的病害表征，而季節(jié)性?xún)鐾恋貐^(qū)的高速鐵路，凍脹類(lèi)病害以及由凍脹引發(fā)的起伏、裂縫、脫空等病害也會(huì)對(duì)運(yùn)營(yíng)安全造成威脅。為了人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，如何及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修復(fù)這些可能引發(fā)事故的病害成為了當(dāng)前高速鐵路科研人員亟待解決的課題。

我國(guó)從20世紀(jì)60年代開(kāi)始研究和鋪設(shè)無(wú)砟軌道整體道床，經(jīng)過(guò)40多年的研究與實(shí)踐，在整體道床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工方法、軌道基礎(chǔ)的技術(shù)要求等方面積累了一些經(jīng)驗(yàn)。但由于局限于上部軌道結(jié)構(gòu)的研究，缺少下部基礎(chǔ)相關(guān)專(zhuān)業(yè)、部門(mén)之間的密切配合，特別是施工部門(mén)在施工過(guò)程中，對(duì)軌道基底、水害的處理不當(dāng)，導(dǎo)致無(wú)砟軌道在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)了不少問(wèn)題。與法國(guó)、德國(guó)、日本等高速鐵路發(fā)達(dá)國(guó)家相比，尚處于起步階段，在理論研究、數(shù)值模擬、試驗(yàn)研究方面存在許多不足。目前國(guó)內(nèi)關(guān)于無(wú)砟軌道整體道床病害理論研究方面較少，與之相關(guān)的文獻(xiàn)十分缺乏。在已有文獻(xiàn)中大多也僅從施工技術(shù)方面分析，對(duì)真正的病害產(chǎn)生機(jī)理很少去考慮。

目前，高速鐵路無(wú)砟軌道病害主要體現(xiàn)為：道床板(軌道板)、底座板(混凝土支承層)及基床表層(級(jí)配碎石層)各層間可能存在空隙、與表層裂縫貫穿的空隙、混凝土層內(nèi)不密實(shí)、底座板破裂等主要病害；鋪筑上層混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)未能對(duì)下層混凝土表面進(jìn)行充分鑿毛、浮渣去除或粉塵清除、上下層混凝土施工間隔較長(zhǎng)、混凝土欠或過(guò)搗固等問(wèn)題，使得混凝土層間在列車(chē)高速荷載沖擊振動(dòng)下產(chǎn)生病害。由于設(shè)計(jì)問(wèn)題，如配筋粗細(xì)、間隔、混凝土強(qiáng)度等原因促使產(chǎn)生的裂紋、裂縫等，這些技術(shù)因素可能發(fā)育成為上下貫穿裂縫并進(jìn)一步引發(fā)層間病害。

目前高速運(yùn)營(yíng)鐵路無(wú)砟軌道路基檢測(cè)尚沒(méi)有有效檢測(cè)方法，有砟軌道路基檢測(cè)方法有軌道檢測(cè)車(chē)檢測(cè)、原位測(cè)試及工程物探，各種方法如下：(1)鐵路路基檢測(cè)車(chē)：該車(chē)由多通道探地雷達(dá)系統(tǒng)、測(cè)振系統(tǒng)和定位系統(tǒng)組成，在車(chē)內(nèi)裝有探地雷達(dá)控制部分和數(shù)據(jù)采集主機(jī)；車(chē)底下裝有3套探地雷達(dá)天線(xiàn)系統(tǒng)，3套收發(fā)天線(xiàn)分別位于線(xiàn)路中心、兩鋼軌外側(cè)，同時(shí)測(cè)試3個(gè)縱剖面，定位系統(tǒng)由距離傳感器和GPS組成，天線(xiàn)的幾何尺寸和空間位置受車(chē)輛限界的限制，由于軌道板的強(qiáng)反射、道碴對(duì)電磁波的散射這都使向下傳播的電磁波能量大大減少，影響勘探的深度，同時(shí)鋼軌、接觸網(wǎng)、高壓線(xiàn)桿、沿線(xiàn)的通訊設(shè)備、道岔、橋梁防護(hù)網(wǎng)等干擾嚴(yán)重，這都會(huì)在雷達(dá)探測(cè)剖面中造成大量的干擾，而高速鐵路無(wú)砟軌道病害規(guī)模都很小，軌道檢測(cè)車(chē)很難發(fā)現(xiàn)，利用軌道檢測(cè)車(chē)檢測(cè)高鐵路基幾乎是不可能的；(2)土工試驗(yàn)：通過(guò)在路基的各結(jié)構(gòu)層鉆探取樣，進(jìn)行化驗(yàn)，獲取路基土的力學(xué)指標(biāo)，路基土壓實(shí)度由EVD、EU-2D等不適合高鐵路基檢測(cè)，但是這種檢測(cè)方式在運(yùn)營(yíng)線(xiàn)上幾乎是不可能的；(3)工程物探方法：其主要方法是探地雷達(dá)法，但受鋼筋屏蔽影響，尤其是像軌道板這樣鋼筋密度較大時(shí)難以得到鋼筋背后的反射影像。其他像沖擊回波法、面波法等彈性波法類(lèi)由于分辨率不夠，目前尚不能用于高速運(yùn)營(yíng)鐵路無(wú)砟軌道病害檢測(cè)。因此，急需尋找到一種能夠適應(yīng)已經(jīng)運(yùn)營(yíng)的高速鐵路無(wú)砟軌道病害的檢測(cè)方法。