[发明专利]浮置板道床及其自振频率检测方法、减振轨道的健康监测方法

说明书

本发明涉及一种基于光栅阵列的浮置板道床自振频率检测方法，在浮置板上布设光纤光栅阵列振动光缆，选取若干个光纤光栅振动传感器所对应的浮置板表面位置作为力锤激励点；在各力锤激励点进行力锤激励操作，获取力锤激励数据和各振动传感器的振动数据并进行模态分析，以得到浮置板道床的传递函数，传递函数在频率分布上的峰值所对应的频率可判定为浮置板道床的自振频率。另外还涉及减振轨道的健康监测方法以及具有自振频率检测功能的浮置板道床。采用光纤光栅阵列光缆进行检测，检测数据全面，数据丰富度和一致性较高，能准确、可靠地反应浮置板的振动特性以及检测浮置板道床的自振频率，便于维护部门对浮置板道床进行针对性地养护维修。

技术领域

本发明属于轨道交通工程技术领域，具体涉及一种基于光栅阵列的浮置板道床自振频率检测方法、包括该浮置板道床自振频率检测方法的减振轨道的健康监测方法以及一种具有自振频率检测功能的浮置板道床。

背景技术

浮置板道床(钢弹簧浮置板道床、橡胶弹簧浮置板道床等)是我国地铁中常用的减振轨道结构，其自振性能(自振频率、模态)直接影响减振效果，同时自振性能的变化可间接反映出浮置板道床的服役状态(如隔振元件的刚度等)，因此对浮置板道床的自振频率进行定期检测具有重要意义。采用传统实验手段进行钢弹簧浮置板道床自振频率检测存在试验设备安装操作复杂、效率低下，且需在天窗时间结束前完全出清、无法进行长期的跟踪观测等问题。

发明内容

本发明涉及一种基于光栅阵列的浮置板道床自振频率检测方法、包括该浮置板道床自振频率检测方法的减振轨道的健康监测方法以及一种具有自振频率检测功能的浮置板道床，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明涉及一种基于光栅阵列的浮置板道床自振频率检测方法，包括：

在浮置板上布设振动光缆，所述振动光缆为集成有多个光纤光栅振动传感器的光纤光栅阵列光缆；

选取若干个光纤光栅振动传感器所对应的浮置板表面位置作为力锤激励点；

在各力锤激励点进行力锤激励操作，获取力锤激励数据和各光纤光栅振动传感器的振动数据，基于获得的力锤激励数据和振动数据进行模态分析，以得到浮置板道床的传递函数，传递函数在频率分布上的峰值所对应的频率可判定为浮置板道床的自振频率。

作为实施方式之一，所述振动光缆包括三条纵向缆线，三条纵向缆线分别布置在两条钢轨正下方以及轨道中心线上，相邻两条纵向缆线通过横向缆线连接并使所述振动光缆在浮置板上呈蛇形连续分布，各纵向缆线内均集成有多个光纤光栅振动传感器。

作为实施方式之一，所述振动光缆布置在浮置板表面或者埋设在浮置板内。

作为实施方式之一，在浮置板附近的隧道侧壁上安设数据解调存储计算模块，所述振动光缆与所述数据解调存储计算模块连接，并且在所述数据解调存储计算模块上预留力锤数据接入端口；所述数据解调存储计算模块用于获取所述力锤激励数据和所述振动数据并进行所述模态分析。

作为实施方式之一，所述力锤数据接入端口的数量与所述力锤激励点的数量相同并且一一对应配置。

作为实施方式之一，所述模态分析包括：

将所述力锤激励数据及所述振动数据作拉普拉斯变换，所述力锤激励数据的拉普拉斯变换F(s)与所述振动数据的拉普拉斯变换X(s)之比为浮置板道床的传递函数，传递函数在频率分布上的峰值所对应的频率可判定为浮置板道床的自振频率。

本发明还提供一种减振轨道的健康监测方法，适时对浮置板道床的自振频率进行检测，以指导维护部门对浮置板道床进行养护维修；其中，自振频率的检测方法采用上述的基于光栅阵列的浮置板道床自振频率检测方法。

作为实施方式之一，在运营过程中，获取各光纤光栅振动传感器的振动数据并进行分析，判断减振轨道的健康状况。