[发明专利]一种无砟轨道结构层间伤损的检测方法

摘要

本发明公开了一种无砟轨道层间伤损的无损检测方法，采用轨道板高斯曲率指标来识别无砟轨道层间单处和多处脱空、离缝伤损，其特征在于，包括如下步骤：在给定边界条件，通过模态分析求出轨道板在任一阶模态下的位移模态值；利用位移模态进一步求解轨道板的高斯曲率以反映轨道板横向和纵向的曲率模态，以确定伤损的存在。发明利用模态分析理论，通过轨道板的前三阶高斯曲率指标即可识别伤损有无及伤损位置，尤其以第一阶高斯曲率指标最为明显。本发明方法是一种无损检测方法，试验操作简便，并且不受轨道板内钢筋的影响，检测结果直观明了，不仅能识别伤损的有无，而且还能准确的定位伤损的位置。

主权项

一种无砟轨道层间伤损的无损检测方法，采用轨道板高斯曲率指标来识别无砟轨道层间单处和多处脱空、离缝伤损，其特征在于，包括如下步骤：在给定边界条件，通过模态分析求出轨道板在任一阶模态下的位移模态值；利用位移模态进一步求解轨道板的高斯曲率以反映轨道板横向和纵向的曲率模态，以确定伤损的存在；所述利用位移模态的确定过程为：在给定边界条件下，通过以下二式联立求解:∂4w1(x,y,t)∂x4+2∂4w1(x,y,t)∂x2∂y2+∂4w1(x,y,t)∂y4+ρshsDs∂2w1(x,y,t)∂t2=1Ds[Σi=1NFFsVi(t)δ(x-xFi)δ(y-yFi)]]]>  式(1)其中振型微分方程为:▽4W‑α4W＝0   式(2)解出振型函数W和相应的频率，利用初始条件求得轨道板在任一阶模态下的位移模态；式(1)中w1(x,y,t)为轨道板垂向挠度；hs为轨道板厚度；xFi，yFi为轨道板下第i个支撑点沿长度方向和宽度方向的坐标；E为轨道板弹性模量；NF是轨道板下离散支承点数；FsVi是轨道板下第i个支承点的垂向反力；ρs为轨道板密度；Ds为轨道板弯曲刚度；所述高斯曲率反映轨道板横向和纵向的曲率模态的过程包括：通过有限元方法计算不同CA砂浆脱空和轨道板离缝位置；在利用高斯曲率指标识别CA砂浆脱空和轨道板离缝伤损时，有损伤区域处高斯曲率存在明显尖峰，采用前三阶高斯曲率模态即可准确识别伤损有无及伤损的具体位置。