[發明專利]軌道板變形監測裝置和方法

在審

• 申請號: 201911218490.1
• 申請日: 2019-12-03
• 公開（公告）號: CN110779458A
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 韓自力;柴雪松;馮毅杰;王智超;暴學志;凌烈鵬;馮仲偉;劉艷芬;江成;時佳斌;姜子清;劉浩;張文達
• 申請（專利權）人: 中鐵科學技術開發有限公司;中國鐵道科學研究院集團有限公司鐵道建筑研究所;中國鐵道科學研究院集團有限公司;中國國家鐵路集團有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 11421 北京天盾知識產權代理有限公司
• 代理人: 張彩珍

1.一種軌道板變形監測裝置，其特征在于：該監測裝置包括光纜、緊固裝置和檢測主機；所述光纜與檢測主機連接，所述緊固裝置將軌道板劃分為垂向位移測區和過渡區；

在軌道板上連續設置光纜，所述光纜包括分別與所述垂向位移測區、過渡區相對應的垂向位移測量段和過渡段；

所述垂向位移測量段為預拉緊狀態，過渡段為自由狀態；

其中，所述檢測主機實時獲取垂向位移測量段的光纖信號并結合過渡段的光纖信號，解算獲得軌道板相對于底座板或支承層的垂向位移，并根據預設的報警閾值在軌道板發生位移超限時進行報警。

2.根據權利要求1所述的監測裝置，其特征在于：所述垂向位移測量段為第一垂向位移測量段，所述過渡段為第一過渡段；

所述緊固裝置包括第一錨固件、第一緊固件、連接線、第一轉換器、第一連接件和第二連接件；

將第一垂向位移測量段的起始端通過第一連接件與連接線連接，連接線通過第一轉換器垂向與第一緊固件相連，第一緊固件將連接線緊固于底座板或支承層上；

第一垂向位移測量段的末端通過第一錨固件固定于軌道板上并經過第一錨固件后連接所述第一過渡段的起始端；

第一過渡段的末端跨過寬窄接縫繼續延伸并通過第二連接件與下一塊軌道板的第一垂向位移測量段相連；以此類推，使光纜沿縱向即軌道板的鋪設方向延伸。

3.根據權利要求1所述的監測裝置，其特征在于：所述垂向位移測量段為第二垂向位移測量段，所述過渡段包括第二過渡段和第三過渡段，所述緊固裝置包括第二緊固件、第三緊固件、第二轉換器和第二錨固件；

所述第二緊固件位于第一寬窄接縫的下方，所述第三緊固件位于第二寬窄接縫的下方；所述第二轉換器位于軌道板上；

第二緊固件的一端連接第二過渡段的末端；第二緊固件的另一端連接第二垂向位移測量段的起始端，并將第二垂向位移測量段的起始端固定于底座板或支承層上；

第二垂向位移測量段經過第二轉換器后轉彎并在第二轉換器下形成垂向布設，該第二垂向位移測量段的末端縱向布設并利用第二錨固件固定在軌道板上，第二垂向位移測量段的末端經過第二錨固件后連接至第三過渡段的起始端，第三過渡段的末端與第三緊固件連接；以此類推，使光纜沿縱向即軌道板鋪設方向延伸。

4.根據權利要求2所述的監測裝置，其特征在于：在軌道板相對于底座板或支承層發生垂向變形時，所述緊固裝置將變形產生的垂向位移轉換為垂向位移測量段的光纜在長度方向上的伸縮變化量。

5.根據權利要求2所述的監測裝置，其特征在于：所述光纜的垂向位移測量段和過渡段的延伸方向與軌道板的延伸方向一致，且布置在軌道板的側面。

6.根據權利要求1所述的監測裝置，其特征在于：所述光纜的垂向位移測量段、過渡段的長度不小于檢測主機空間分辨率所識別的有效長度。

7.根據權利要求2或3所述的監測裝置，其特征在于：所述裝置還包括報警裝置，用于對發生位移超限的軌道板的位置或編號進行報警。

8.根據權利要求3所述的監測裝置，其特征在于：所述第二轉換器位于軌道板上的端部并靠近寬窄接縫處。

9.一種軌道板變形監測方法，其特征在于：

軌道板劃分為垂向位移測區和過渡區；

在軌道板上連續設置光纜，所述光纜包括分別與所述垂向位移測區、過渡區相對應的垂向位移測量段和過渡段；

該監測方法包含以下步驟：

在初始狀態下，采集光纜的光纖布里淵頻率，將該光纜的光纖布里淵頻率作為基準值，其中，垂向位移測量段的初始光纖布里淵頻率為v_B01，過渡段的初始光纖布里淵頻率為v_B0t；

實時獲取光纖布里淵頻率，并結合所述垂向位移測量段的初始光纖布里淵頻率為v_B01、過渡段的初始光纖布里淵頻率為v_B0t，計算得到垂向位移測量段的光纖布里淵頻移為Δv_B1，過渡段的光纖布里淵頻移為Δv_Bt；

利用過渡段的光纖布里淵頻移Δv_Bt對垂向位移測量段進行溫度補償，得到垂向位移測量段由應變變化引起的光纖布里淵頻移Δv_B1(ε₁)；

根據光纖布里淵頻移Δv_B1(ε₁)與應變之間的關系，解算得到垂向位移測量段當前的應變變化量Δε₁；

根據垂向位移測量段當前的應變變化量Δε₁，計算得到軌道板相對于底座板或支承層的垂向位移值y₁。