[发明专利]无砟轨道、轨道板翘曲变形监测系统及方法

说明书

本发明涉及一种轨道板翘曲变形监测系统，包括数据解调仪以及布置于轨道板上的至少一组监测单元，监测单元包括两条集成有多个光纤光栅应力传感器的光纤光栅阵列应力光缆，同组的两条应力光缆在每个翘曲变形监测点呈高低布置，并且在纵向相邻的两个翘曲变形监测点之间，两条应力光缆呈X型交叉布置。另外还涉及配置有该轨道板翘曲变形监测系统的无砟轨道及轨道板翘曲变形监测方法。本发明能够迅速、直观地响应翘曲变形情况，做到迅速、准确地监测轨道板垂向翘曲变形；上述光缆布置方式能够剔除温度等外界荷载作用引起的轨道板纵向位移变化，提高对轨道板垂向翘曲变形监测的准确性和可靠性。

技术领域

本发明属于轨道交通工程技术领域，具体涉及一种轨道板翘曲变形监测系统、配置有该轨道板翘曲变形监测系统的无砟轨道以及基于该轨道板翘曲变形监测系统的轨道板翘曲变形监测方法。

背景技术

板式无砟轨道采用纵连结构体系，具有平顺性好、变形量小等优点，但是受到温度荷载影响较大。随着线路服役时间的增长，轨道结构的层间粘结性能逐步退化，轨道结构在垂向温度荷载作用下，轨道板会发生垂向的上拱变形，长时间病害容易出现轨道板与砂浆层间的离缝；轨道结构在纵向温度荷载作用下，伴随着轨道板与砂浆层间的离缝，轨道板间的宽窄接缝受力较大，极端情况下会发生轨道板宽窄接缝挤碎、轨道板上拱变形等病害。由于高铁线路长，分布在全国不同的气候带，目前铁路工务部门对应轨道结构翘曲变形的监测，尚未寻找到有效的方法，对于轨道板的翘曲变形主要采用被动预防的方式。

发明内容

本发明涉及一种轨道板翘曲变形监测系统、配置有该轨道板翘曲变形监测系统的无砟轨道以及基于该轨道板翘曲变形监测系统的轨道板翘曲变形监测方法，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明涉及一种轨道板翘曲变形监测系统，包括：

布置于轨道板上的至少一组监测单元，所述监测单元包括两条集成有多个光纤光栅应力传感器的光纤光栅阵列应力光缆，同组的两条应力光缆在每个翘曲变形监测点呈高低布置，并且在纵向相邻的两个翘曲变形监测点之间，两条应力光缆呈X型交叉布置；

数据解调仪，用于接收所述应力光缆发送的应力信息，并解调成解调信号发送给后台处理器。

作为实施方式之一，各所述应力光缆均沿轨道板全长连续布置。

作为实施方式之一，各所述应力光缆均设于轨道板表面上。

作为实施方式之一，所述应力光缆的顶端不超出钢轨轨面高度。

作为实施方式之一，所述监测单元还包括防护罩，所述防护罩罩设于轨道板表面上并且将对应的两条应力光缆罩设于内。

作为实施方式之一，相邻两个翘曲变形监测点之间的间距为5～7m。

本发明还涉及一种轨道板翘曲变形监测方法，所述方法基于如上所述的轨道板翘曲变形监测系统进行；

当翘曲变形监测点发生翘曲变形时，同组的两条应力光缆产生差分效应，并基于该差分效应获得监测变形量；

在所述监测变形量的基础上剔除误差变形量，以判断轨道板的垂向翘曲变形状况，其中，所述误差变形量包括轨道板因温度影响产生的误差变形量和其他方向变形产生的误差变形量。

本发明还涉及一种无砟轨道，在轨道板上配置有如上所述的轨道板翘曲变形监测系统。

本发明至少具有如下有益效果：

本发明中，通过采用两条光纤光栅阵列应力光缆交叉布置，当翘曲变形监测点发生垂向翘曲变形时，两条应力光缆产生差分效应，能够迅速、直观地响应翘曲变形情况，做到迅速、准确地监测轨道板垂向翘曲变形；上述光缆布置方式能够剔除温度等外界荷载作用引起的轨道板纵向位移变化，提高对轨道板垂向翘曲变形监测的准确性和可靠性。

附图说明