[发明专利]一种CRTSⅡ型无砟轨道滑动层摩擦系数识别方法

说明书

本发明公开了一种CRTSⅡ型无砟轨道滑动层摩擦系数识别方法，所述方法如下：一、对多跨简支梁上CRTSⅡ型无砟轨道底座板应变的实际监测值进行解耦，获取由纯梁轨相互作用引起的底座板应变；二、建立多跨简支梁上的CRTSⅡ型无砟轨道梁轨相互作用有限元模型，通过有限元计算提取某跨简支梁上方剪力齿槽内侧由梁轨相互作用引起的底座板应变与桥梁温度之间的斜率，经多次计算后建立上述斜率与各摩擦系数之间的映射关系式；三、获取经过解耦后的实测底座板应变与实测桥梁温度之间的斜率，将此斜率输入上述映射关系式中，得到本跨简支梁上CRTSⅡ型无砟轨道的滑动层摩擦系数。该方法可解决无砟轨道滑动层摩擦系数难以检测的问题。

技术领域

本发明属于轨道工程健康监测领域，涉及一种基于底座板应变的CRTSⅡ型无砟轨道滑动层摩擦系数识别方法。

背景技术

无砟轨道在现代铁路运输中有着相当重要的地位。近些年来，越来越多的无砟轨道建成并服役极大地提高了我国的铁路运输效率，促进了经济的高速增长。

“两布一膜”滑动层是CRTSⅡ型无砟轨道的一个重要组成部件，由于滑动层的存在使得底座板与桥梁之间的摩擦力减小从而使得轨道结构的伸缩力也显著减小。滑动层位于底座板与桥梁之间属于不可更换的部件，其服役状态很难直接通过常规检查的方式进行评价。考虑到在桥梁的反复伸缩作用下滑动层不可避免的会出现磨损从而导致其摩擦系数发生变化，因此有必要提出一种方法来对滑动层摩擦系数进行识别。

由于滑动层位于底座板下方，目前已有的监测技术并不能很好的识别出滑动层的摩擦系数，导致CRTSⅡ型无砟轨道结构的安全性无法得到充分的保障。因此，如何对CRTSⅡ型无砟轨道的滑动层摩擦系数进行快速且精确的评估是一个需要解决的问题。

发明内容

针对目前CRTSⅡ型无砟轨道滑动层摩擦系数难以进行检测的问题，本发明提供了一种CRTSⅡ型无砟轨道滑动层摩擦系数识别方法。该方法可解决无砟轨道滑动层摩擦系数难以检测的问题，使得高速铁路养护部门对滑动层的服役状态有一个更为清晰的认识并提高我国高速铁路的安全性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种CRTSⅡ型无砟轨道滑动层摩擦系数识别方法，包括如下步骤：

步骤一、对多跨简支梁上CRTSⅡ型无砟轨道的底座板应变进行监测，根据已有的梁轨相互作用理论对某跨简支梁上方的底座板应变实际监测值进行解耦，从而获取由纯梁轨相互作用引起的底座板应变，其中，由纯梁轨相互作用引起的底座板应变的计算公式如下：

其中，为剪力齿槽处由桥梁伸缩引起的底座板应变，为剪力齿槽处的底座板实测应变，为跨中位置处的底座板实测应变；

步骤二、建立多跨简支梁上的CRTSⅡ型无砟轨道梁轨相互作用有限元模型，通过有限元计算提取出某跨简支梁上方剪力齿槽内侧由梁轨相互引起的底座板应变与桥梁温度之间的斜率，经过多次计算后建立此斜率与不同摩擦系数之间的映射关系式，其中，斜率与摩擦系数之间的映射关系式如下：

μ＝f(k_μ)；

其中，μ为滑动层摩擦系数，k_μ为斜率；

步骤三、获取经过解耦后的实测底座板应变与实测桥梁温度之间的斜率，将此斜率输入上述映射关系式中，从而得到此跨简支梁上CRTSⅡ型无砟轨道的滑动层摩擦系数。

本发明中，在分析剪力齿槽处底座板应变与桥梁温度之间的斜率时，应只考虑某天升温段或降温段前4℃内的数据。

本发明中，对底座板应变的监测值需进行均值滤波去噪预处理。

本发明中，在对某跨简支梁上CRTSⅡ型无砟轨道的底座板应变进行监测时，应同时在此跨简支梁的剪力齿槽内侧与跨中位置处布设应变传感器，且传感器的位置均位于底座板横截面的中心。