[發明專利]無砟軌道、軌道板翹曲變形監測系統及方法

在審

• 申請號: 202111154104.4
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN114111611A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 孫立;黃偉利;朱彬;李秋義;楊艷麗;林超;梅琴;潘建軍;張世杰;葉松
• 申請（專利權）人: 中鐵第四勘察設計院集團有限公司;武漢理工大學;中國鐵建股份有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G01L1/24;G01K11/3206
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 胡建文

本發明涉及一種軌道板翹曲變形監測系統，包括數據解調儀以及布置于軌道板上的至少一組監測單元，監測單元包括兩條集成有多個光纖光柵應力傳感器的光纖光柵陣列應力光纜，同組的兩條應力光纜在每個翹曲變形監測點呈高低布置，并且在縱向相鄰的兩個翹曲變形監測點之間，兩條應力光纜呈X型交叉布置。另外還涉及配置有該軌道板翹曲變形監測系統的無砟軌道及軌道板翹曲變形監測方法。本發明能夠迅速、直觀地響應翹曲變形情況，做到迅速、準確地監測軌道板垂向翹曲變形；上述光纜布置方式能夠剔除溫度等外界荷載作用引起的軌道板縱向位移變化，提高對軌道板垂向翹曲變形監測的準確性和可靠性。

技術領域

本發明屬于軌道交通工程技術領域，具體涉及一種軌道板翹曲變形監測系統、配置有該軌道板翹曲變形監測系統的無砟軌道以及基于該軌道板翹曲變形監測系統的軌道板翹曲變形監測方法。

背景技術

板式無砟軌道采用縱連結構體系，具有平順性好、變形量小等優點，但是受到溫度荷載影響較大。隨著線路服役時間的增長，軌道結構的層間粘結性能逐步退化，軌道結構在垂向溫度荷載作用下，軌道板會發生垂向的上拱變形，長時間病害容易出現軌道板與砂漿層間的離縫；軌道結構在縱向溫度荷載作用下，伴隨著軌道板與砂漿層間的離縫，軌道板間的寬窄接縫受力較大，極端情況下會發生軌道板寬窄接縫擠碎、軌道板上拱變形等病害。由于高鐵線路長，分布在全國不同的氣候帶，目前鐵路工務部門對應軌道結構翹曲變形的監測，尚未尋找到有效的方法，對于軌道板的翹曲變形主要采用被動預防的方式。

發明內容

本發明涉及一種軌道板翹曲變形監測系統、配置有該軌道板翹曲變形監測系統的無砟軌道以及基于該軌道板翹曲變形監測系統的軌道板翹曲變形監測方法，至少可解決現有技術的部分缺陷。

本發明涉及一種軌道板翹曲變形監測系統，包括：

布置于軌道板上的至少一組監測單元，所述監測單元包括兩條集成有多個光纖光柵應力傳感器的光纖光柵陣列應力光纜，同組的兩條應力光纜在每個翹曲變形監測點呈高低布置，并且在縱向相鄰的兩個翹曲變形監測點之間，兩條應力光纜呈X型交叉布置；

數據解調儀，用于接收所述應力光纜發送的應力信息，并解調成解調信號發送給后臺處理器。

作為實施方式之一，各所述應力光纜均沿軌道板全長連續布置。

作為實施方式之一，各所述應力光纜均設于軌道板表面上。

作為實施方式之一，所述應力光纜的頂端不超出鋼軌軌面高度。

作為實施方式之一，所述監測單元還包括防護罩，所述防護罩罩設于軌道板表面上并且將對應的兩條應力光纜罩設于內。

作為實施方式之一，相鄰兩個翹曲變形監測點之間的間距為5～7m。

本發明還涉及一種軌道板翹曲變形監測方法，所述方法基于如上所述的軌道板翹曲變形監測系統進行；

當翹曲變形監測點發生翹曲變形時，同組的兩條應力光纜產生差分效應，并基于該差分效應獲得監測變形量；

在所述監測變形量的基礎上剔除誤差變形量，以判斷軌道板的垂向翹曲變形狀況，其中，所述誤差變形量包括軌道板因溫度影響產生的誤差變形量和其他方向變形產生的誤差變形量。

本發明還涉及一種無砟軌道，在軌道板上配置有如上所述的軌道板翹曲變形監測系統。

本發明至少具有如下有益效果：

本發明中，通過采用兩條光纖光柵陣列應力光纜交叉布置，當翹曲變形監測點發生垂向翹曲變形時，兩條應力光纜產生差分效應，能夠迅速、直觀地響應翹曲變形情況，做到迅速、準確地監測軌道板垂向翹曲變形；上述光纜布置方式能夠剔除溫度等外界荷載作用引起的軌道板縱向位移變化，提高對軌道板垂向翹曲變形監測的準確性和可靠性。

附圖說明