[实用新型]无砟轨道病害检测系统

说明书

本实用新型公开了一种无砟轨道病害检测系统，包括：激振器、地震仪、与地震仪通过数据线连接的数据处理器、以及通过数据线与地震仪相连接的多道检波器，激振器设置于无砟轨道的纵向分布线的一端的混凝土地面处；多道检波器分别与无砟轨道的混凝土地面相耦合，其中，多道检波器沿纵向分布线间隔设置并且每道检波器与纵向分布线之间的偏移距小于等于1米且相邻两道检波器之间的道间距小于等于0.5米。

技术领域

本实用新型涉及高铁路基病害的检测方法，特别涉及一种无砟轨道病害检测系统。

背景技术

经过多年的高速铁路建设，我国已经建成了世界上规模最大的高速铁路网。由于无砟轨道具有稳定高、刚度均匀好、结构耐久性强、维修工作量少和技术相对成熟等特点，目前高速铁路比较发达的国家大都采用无砟轨道作为主要的轨道结构型式。我国高速铁路也普遍采用无砟轨道技术。

然而，无砟轨道在长期运营和外界复杂自然环境作用下会不可避免地出现损坏和老化，高速行驶的列车对无砟轨道的破坏更加严重。目前，我国开始运营的高速铁路的无砟轨道结构或多或少的出现了一些病害和征兆，如秦沈客专、京津城际、武广客专、郑西高铁、沪宁高铁、京沪高铁等均有类比不一、程度不等的病害表征，而季节性冻土地区的高速铁路，冻胀类病害以及由冻胀引发的起伏、裂缝、脱空等病害也会对运营安全造成威胁。为了人民的生命财产安全，如何及时发现并修复这些可能引发事故的病害成为了当前高速铁路科研人员亟待解决的课题。

我国从20世纪60年代开始研究和铺设无砟轨道整体道床，经过40多年的研究与实践，在整体道床的结构设计、施工方法、轨道基础的技术要求等方面积累了一些经验。但由于局限于上部轨道结构的研究，缺少下部基础相关专业、部门之间的密切配合，特别是施工部门在施工过程中，对轨道基底、水害的处理不当，导致无砟轨道在应用过程中出现了不少问题。与法国、德国、日本等高速铁路发达国家相比，尚处于起步阶段，在理论研究、数值模拟、试验研究方面存在许多不足。目前国内关于无砟轨道整体道床病害理论研究方面较少，与之相关的文献十分缺乏。在已有文献中大多也仅从施工技术方面分析，对真正的病害产生机理很少去考虑。

目前，高速铁路无砟轨道病害主要体现为：道床板(轨道板)、底座板(混凝土支承层)及基床表层(级配碎石层)各层间可能存在空隙、与表层裂缝贯穿的空隙、混凝土层内不密实、底座板破裂等主要病害；铺筑上层混凝土结构时未能对下层混凝土表面进行充分凿毛、浮渣去除或粉尘清除、上下层混凝土施工间隔较长、混凝土欠或过捣固等问题，使得混凝土层间在列车高速荷载冲击振动下产生病害。由于设计问题，如配筋粗细、间隔、混凝土强度等原因促使产生的裂纹、裂缝等，这些技术因素可能发育成为上下贯穿裂缝并进一步引发层间病害。

目前高速运营铁路无砟轨道路基检测尚没有有效检测方法，有砟轨道路基检测方法有轨道检测车检测、原位测试及工程物探，各种方法如下：(1)铁路路基检测车：该车由多通道探地雷达系统、测振系统和定位系统组成，在车内装有探地雷达控制部分和数据采集主机；车底下装有3套探地雷达天线系统，3套收发天线分别位于线路中心、两钢轨外侧，同时测试3个纵剖面，定位系统由距离传感器和GPS组成，天线的几何尺寸和空间位置受车辆限界的限制，由于轨道板的强反射、道碴对电磁波的散射这都使向下传播的电磁波能量大大减少，影响勘探的深度，同时钢轨、接触网、高压线杆、沿线的通讯设备、道岔、桥梁防护网等干扰严重，这都会在雷达探测剖面中造成大量的干扰，而高速铁路无砟轨道病害规模都很小，轨道检测车很难发现，利用轨道检测车检测高铁路基几乎是不可能的；(2)土工试验：通过在路基的各结构层钻探取样，进行化验，获取路基土的力学指标，路基土压实度由EVD、EU-2D等不适合高铁路基检测，但是这种检测方式在运营线上几乎是不可能的；(3)工程物探方法：其主要方法是探地雷达法，但受钢筋屏蔽影响，尤其是像轨道板这样钢筋密度较大时难以得到钢筋背后的反射影像。其他像冲击回波法、面波法等弹性波法类由于分辨率不够，目前尚不能用于高速运营铁路无砟轨道病害检测。因此，急需寻找到一种能够适应已经运营的高速铁路无砟轨道病害的检测方法。