[发明专利]板式无砟轨道及其全线温度场监测系统和健康监测方法

说明书

本发明涉及一种板式无砟轨道全线温度场监测系统，包括集成有多个光纤光栅测温传感器的光纤光栅阵列测温光缆以及与光纤光栅阵列测温光缆连接的光纤光栅温度解调仪，光纤光栅阵列测温光缆沿无砟轨道全长覆盖布置，用于至少采集轨道板的温度信息并发送给光纤光栅温度解调仪；光纤光栅温度解调仪用于接收光纤光栅阵列测温光缆发送的温度信息，并解调成解调信号发送给后台处理器。另外还涉及配置有该板式无砟轨道全线温度场监测系统的板式无砟轨道以及该板式无砟轨道的健康监测方法。

技术领域

本发明属于轨道交通工程技术领域，具体涉及一种板式无砟轨道全线温度场监测系统、配置有该板式无砟轨道全线温度场监测系统的板式无砟轨道以及该板式无砟轨道的健康监测方法。

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，轨道板在会发生垂向的上拱变形，时间长了以后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轨道结构温度的判读，主要是基于当地的天气预报；但是由于铁路位于郊外，环境相对恶劣，其本身温度变化与城市的天气预报差别较大；为了弥补上述问题，相关部门采用了针对局部地段温度监测的方法，虽然较好地掌握了监测点的轨道结构温度变化，但仍难以此判断全线的轨道板温度场状态，判断可依据的信息基础较差，存在漏判、误判等问题，不利于工务部门针对性地、及时地开展检测维护。

发明内容

本发明涉及一种板式无砟轨道全线温度场监测系统、配置有该板式无砟轨道全线温度场监测系统的板式无砟轨道以及该板式无砟轨道的健康监测方法，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明涉及一种板式无砟轨道全线温度场监测系统，包括集成有多个光纤光栅测温传感器的光纤光栅阵列测温光缆以及与所述光纤光栅阵列测温光缆连接的光纤光栅温度解调仪，其中，

所述光纤光栅阵列测温光缆沿无砟轨道全长覆盖布置，用于至少采集轨道板的温度信息并发送给所述光纤光栅温度解调仪；

所述光纤光栅温度解调仪用于接收所述光纤光栅阵列测温光缆发送的温度信息，并解调成解调信号发送给后台处理器。

作为实施方式之一，所述光纤光栅阵列测温光缆包括至少一个垂向测温段和多个纵向测温段，所述垂向测温段为顶端位于轨道板内、底端位于底座板内的U形缆线，各所述纵向测温段均埋设于轨道板内并且与相邻的垂向测温段顶端连接，所述垂向测温段在轨道板内、砂浆层板内以及底座板内分别有至少一个光纤光栅测温传感器。

作为实施方式之一，所述垂向测温段的每根垂向线段在轨道板内、砂浆层板内以及底座板内分别有至少一个光纤光栅测温传感器。

作为实施方式之一，对应于每个垂向测温段所在位置，于轨道板上开设灌浆孔并且该灌浆孔延伸至底座板内，所述垂向测温段埋设于对应的灌浆孔内并且该灌浆孔进行灌浆封填。

作为实施方式之一，于轨道板上开设纵向监测槽以埋设所述纵向测温段，并且所述纵向监测槽采用混凝土封填。

作为实施方式之一，所述垂向测温段有多个，相邻两个垂向测温段之间的间距在5～10m范围内。

作为实施方式之一，轨道板为现浇结构；所述光纤光栅阵列测温光缆在轨道板现浇时同期布设，其中，用于采集轨道板温度信息的缆线通过轨道板混凝土固结。

作为实施方式之一，在轨道板现浇施工时，所述光纤光栅阵列测温光缆还用于采集轨道板成型过程中的温度状态。

作为实施方式之一，每个车站布置有一台所述光纤光栅温度解调仪。