[发明专利]轨道板变形监测装置和方法及在线监测系统

说明书

本发明公开了一种轨道板变形监测装置，该装置包括光缆、紧固装置和检测主机；光缆包括分别与垂向位移测区、过渡区和纵向位移测区相对应的垂向位移测量段、过渡段和纵向位移测量段；垂向位移测量段和纵向位移测量段为预拉紧状态，过渡段为自由状态；检测主机获取垂向位移测量段、纵向位移测量段的光纤信号，并结合过渡段的光纤信号进行温度补偿，最终解算得到轨道板相对于底座板或支承层的垂向位移，以及相邻轨道板间的纵向位移。本发明还公开了一种监测方法及在线监测系统，该系统实时监测轨道板状态信息，并根据预设的报警阈值对超限工况进行报警和定位。

技术领域

本发明属于铁路运输安全监测领域，尤其是涉及一种轨道板变形监测装置和方法及在线监测系统。

背景技术

无砟轨道结构简单、强度高、稳定性好、施工方便、维修工作量少，在高速铁路中应用广泛。

其中，CRTSⅡ型板式无砟轨道因受轨道板端部板间宽窄接缝状态、砂浆层状态、施工锁定温度、环境温度变化等因素影响，出现了轨道板板端上拱离缝、板端接缝开裂产生离缝等病害，如不能及时发现此类问题将会给线路的正常运营带来安全隐患。

现有技术中，对轨道板变形尝试使用机械类和电类的应变、位移、倾角等传感器进行监测，采取点式布设安装，因此只能覆盖选定小范围区段，不适用于长距离监测，且需要在现场为传感器或传输设备供电。

现有技术中还有一种监测轨道板变形的方法，通过在相邻轨道板之间设置上拱变形传感光纤和水平变形传感光纤，当轨道板端部发生拱起变形时形成等腰三角形。结合分布式光纤传感技术原理及勾股定理解算等腰三角形的高，从而获得轨道板上拱位移即垂向位移，但这种监测方法需借助等腰三角形进行换算，因此这种位移转化方法不够直接。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种轨道板变形监测装置和方法及在线监测系统，以解决现有技术中的问题。

本发明的技术方案是：

本发明的一个方面提供一种轨道板变形监测装置，该装置包括光缆、紧固装置和检测主机；所述光缆与检测主机相连；所述紧固装置将轨道板划分为垂向位移测区、过渡区和纵向位移测区；

在轨道板侧面连续纵向设置光缆，所述光缆包括分别与所述垂向位移测区、过渡区和纵向位移测区相对应的垂向位移测量段、过渡段和纵向位移测量段；

所述垂向位移测量段和纵向位移测量段为预拉紧状态，过渡段为自由状态；

所述紧固装置包括第一锚固件、第二锚固件、第三锚固件、第四锚固件、紧固件、连接线、转换器、第一连接件和第二连接件；

上一块轨道板的纵向位移测量段末端通过第一锚固件锚固于当前轨道板侧面并靠近宽窄接缝，后续光缆连接第一连接件,开始当前轨道板的垂向位移测量段；

所述垂向位移测量段的一端通过第一连接件与连接线连接，所述连接线通过转换器与紧固件相连，紧固件将连接线紧固于底座板或支承层上；

通过第二锚固件将所述垂向位移测量段的另一端固定于轨道板侧面；

所述过渡段的一端通过第三锚固件连接所述纵向位移测量段的一端；

所述纵向位移测量段跨过第二宽窄接缝继续延伸，所述纵向位移测量段的另一端连接，纵向位移测量段通过第三锚固件和第四锚固件固定在轨道板侧面；

光缆通过第四锚固件后并由第二连接件与下一块轨道板的垂向位移测量段相连,以此类推，使光缆沿轨道板铺设方向延伸；

其中，所述检测主机实时获取轨道板的垂向位移测区、纵向位移测区的光纤信号并结合过渡区的光纤信号，获得轨道板相对于底座板或支承层的垂向位移以及相邻轨道板间的纵向位移。