本發(fā)明專利技術(shù)涉及無砟軌道監(jiān)測領(lǐng)域，具體公開了橋梁無砟軌道監(jiān)測系統(tǒng)，包括靜動力測試單元、光纖光柵溫度測試單元和相對位移測試單元；所述靜動力測試單元包括智能筋和光纖貼片應變傳感器，所述智能筋設(shè)置在道床板內(nèi)部，所述光纖貼片應變傳感器設(shè)置在底座板以及底座板與橋梁之間；光纖光柵溫度測試單元包括光纖溫度傳感器，所述光纖溫度傳感器設(shè)置在道床板內(nèi)部；所述相對位移測試單元包括安裝圓孔、感應鐵板和非接觸式位移傳感器，所述感應鐵板設(shè)置在道床板上，所述感應鐵板預埋在道床板內(nèi)部且位于兩個軌枕之間，所述非接觸式位移傳感器設(shè)置在安裝圓孔和感應鐵板上。本發(fā)明專利技術(shù)的目的在于提供橋梁無砟軌道監(jiān)測系統(tǒng)，以解決如何自動監(jiān)測的技術(shù)問題。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及無砟軌道監(jiān)測領(lǐng)域，具體公開了橋梁無砟軌道監(jiān)測系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、無砟軌道一般包括道床板、底座板和軌枕等結(jié)構(gòu)，無砟軌道因平順性好，穩(wěn)定性好，使用壽命長，耐久性好等特點被廣泛應用。例如太平湖特大橋，太平湖特大橋主橋為無縫線路雙線橋梁，溫度跨度為394米，為目前國內(nèi)高速鐵路最大溫度跨度，全橋正線橋上鋪設(shè)crts?i型雙塊式無砟軌道并設(shè)置軌溫調(diào)節(jié)器，主橋位于雙向1‰的縱坡上，變坡點位于主跨跨中處，主橋平面位于直線上，線間距5.0m。相比于公路橋梁，鐵路的高速度、高舒適性、高安全性要求對橋梁結(jié)構(gòu)提出了更為嚴格的要求。高速鐵路的基本特點為荷載重、高速運行，因而要求橋梁結(jié)構(gòu)必須具有足夠的承載能力、足夠的剛度、良好的動力特性、并且還應具有良好的抗風、抗震性能等。高速行車導致橋梁動力響應特別顯著，一旦橋梁發(fā)生病害或者結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷時，結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)較大振動，降低列車乘坐舒適性甚至危及高速行車安全。同時，矮塔斜拉橋為高次超靜定結(jié)構(gòu)，受溫度及外荷載的影響，橋梁內(nèi)力和線形變化較大。因此，有必要在運營期間對太平湖特大橋主橋進行監(jiān)測，為該橋的運營管理提供實時的依據(jù)。
2、橋梁建成投入運營后其工作狀態(tài)一定程度上取決于養(yǎng)護管理水平，而橋梁的養(yǎng)護即離不開先進的養(yǎng)護技術(shù)和科技手段，更離不開先進的科學管理。
3、目前橋梁運營階段的養(yǎng)護管理，主要依賴于人工檢查方式，存在著不規(guī)范、不全面、不實時的問題。同時，太平湖特大橋為高速度鐵路橋梁，采用全封閉行車模式，人工檢查只能在鐵路“天窗點”進行，檢查時間較短，效率低。
>技術(shù)實現(xiàn)思路1、有鑒于此，本專利技術(shù)的目的在于提供橋梁無砟軌道監(jiān)測系統(tǒng)，以解決如何自動監(jiān)測的技術(shù)問題。
2、為達到上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
3、一種橋梁無砟軌道監(jiān)測系統(tǒng)，包括靜動力測試單元、光纖光柵溫度測試單元和相對位移測試單元；所述靜動力測試單元包括智能筋和光纖貼片應變傳感器，所述智能筋設(shè)置在道床板內(nèi)部，所述光纖貼片應變傳感器設(shè)置在底座板以及底座板與橋梁之間；光纖光柵溫度測試單元包括光纖溫度傳感器，所述光纖溫度傳感器設(shè)置在道床板內(nèi)部；所述相對位移測試單元包括安裝圓孔、感應鐵板和非接觸式位移傳感器，所述感應鐵板設(shè)置在道床板上，所述感應鐵板預埋在道床板內(nèi)部且位于兩個軌枕之間，所述非接觸式位移傳感器設(shè)置在安裝圓孔和感應鐵板上。本方案中在道床板的內(nèi)部設(shè)置有智能筋，現(xiàn)有的光纖智能筋可以自行進行檢測，以測量智能筋的變形程度，以此來判斷道床板的變形程度。光纖貼片應變傳感器設(shè)置在底座板以及底座板與橋梁之間做大跨無砟軌道垂向動力測試對比。光纖溫度傳感器可以監(jiān)測到道床板各不同高度位置的溫度。非接觸式位移傳感器則主要用于監(jiān)測鋼軌-道床板、道床板-橋梁的位移情況。
4、可選地，所述智能筋設(shè)置五根，且采用frp-of智能筋；其中四根智能筋設(shè)置在道床板底部，四根智能筋中的兩根分別布置在兩個軌枕相對的一側(cè)，第三根智能筋平行布置在道床板的側(cè)端部，第四根智能筋與另外三根智能筋垂直對齊，最后一根智能筋與第四根智能筋位置垂向位置相同且位于軌枕的底部。本方案中，智能筋可以從橫向和縱向兩個維度來監(jiān)測道床板的變形情況，且其中有兩個智能筋設(shè)置在軌枕下方，軌枕為主要受力處，可以監(jiān)測到道床板上軌枕下方底部情況，另外兩個智能筋縱橫交錯布置在軌枕側(cè)面和道床板側(cè)面，用于監(jiān)測道床板的整體情況，最后一根智能筋設(shè)置在軌枕下方，專門用于監(jiān)測道床板上部的情況。
5、可選地，所述底座板的表面設(shè)置有四個光纖貼片應變傳感器，其中三個設(shè)置在軌枕一側(cè)下方，另外一個設(shè)置在軌枕另一側(cè)；底座板與橋梁之間的四個角上分別設(shè)置光纖貼片應變傳感器。光纖貼片應變傳感器則用于測試底座與橋梁之間相互左右和適應性。
6、可選地，所述安裝圓孔設(shè)置在道床板左右兩側(cè)面和前后兩端面。
7、可選地，所述非接觸式位移傳感器通過安裝圓孔固定在道床板上，非接觸式位移傳感器與感應鐵板配合能夠檢測出位移變化。
8、可選地，非接觸式位移傳感器包括激光底座、激光器和振動傳感器，所述激光底座包括c字形的安裝片以及雙層平臺，所述安裝片的下端形成有圓孔以及一體成型的空心圓柱狀的隔離筒，隔離筒與圓孔對齊，所述雙層平臺設(shè)置在安裝片的上端，雙層平臺的上端用于安裝振動傳感器，雙層平臺的下端用于安裝激光器。
9、可選地，所述雙層平臺上設(shè)置有球狀的安裝殼，安裝殼內(nèi)設(shè)置有萬向滾球，萬向滾球的下端設(shè)置有安裝板，所述激光器設(shè)置在安裝板上。
10、可選地，當振動傳感器檢測到振動發(fā)生時，靜動力測試單元、光纖光柵溫度測試單元和相對位移測試單元均停止測試工作。
11、本方案的工作原理及有益效果在于：
12、本方案中通過在道床板的內(nèi)外設(shè)置各類傳感器來綜合監(jiān)測道床板的受力情況、變形情況等，且通過各個傳感器能夠建立運營監(jiān)測系統(tǒng)，可以實時連續(xù)獲取橋梁結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的狀況信息，采用自動評估系統(tǒng)在線進行分析和評價，并與人工檢查方式相結(jié)合，能及時發(fā)現(xiàn)橋梁病害隱患，通過短信、鳴叫等方式向管理人員發(fā)出預警，提早采取處治措施，有效預防倒塌等災難性事故，保障橋梁運營安全。同時，收集到的特定信息對大橋狀態(tài)和安全進行評估，給管理者提供橋梁維護管理的重點，能科學地指導工程決策，實施有效的保養(yǎng)、維修與加固工作，節(jié)約大量的后期維護費用，提高橋梁養(yǎng)護管理水平。
13、本方案中的光纖貼片應變傳感器、光纖溫度傳感器和智能筋的檢測方式都相對簡單，因車輛、高鐵行駛產(chǎn)生的檢測誤差也都可以通過檢測系統(tǒng)優(yōu)化而減少，但是非接觸式位移傳感器的檢測結(jié)構(gòu)，會因為其位置變化而發(fā)生改變，并且無法通過系統(tǒng)優(yōu)化而消除誤差，所以本方案中設(shè)置有激光底座，激光底座上設(shè)置有振動傳感器和萬向滾球，其中振動傳感器能夠檢測到軌道上是否有高速列車行駛，萬向滾球則可以保證激光器一直處于垂直狀態(tài)。
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【技術(shù)保護點】
1.一種橋梁無砟軌道監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：包括靜動力測試單元、光纖光柵溫度測試單元和相對位移測試單元；所述靜動力測試單元包括智能筋和光纖貼片應變傳感器，所述智能筋設(shè)置在道床板內(nèi)部，所述光纖貼片應變傳感器設(shè)置在底座板以及底座板與橋梁之間；光纖光柵溫度測試單元包括光纖溫度傳感器，所述光纖溫度傳感器設(shè)置在道床板內(nèi)部；所述相對位移測試單元包括安裝圓孔、感應鐵板和非接觸式位移傳感器，所述感應鐵板設(shè)置在道床板上，所述感應鐵板預埋在道床板內(nèi)部且位于兩個軌枕之間，所述非接觸式位移傳感器設(shè)置在安裝圓孔和感應鐵板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁無砟軌道監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述智能筋設(shè)置五根，且采用FRP-OF智能筋；其中四根智能筋設(shè)置在道床板底部，四根智能筋中的兩根分別布置在兩個軌枕相對的一側(cè)，第三根智能筋平行布置在道床板的側(cè)端部，第四根智能筋與另外三根智能筋垂直對齊，最后一根智能筋與第四根智能筋位置垂向位置相同且位于軌枕的底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橋梁無砟軌道監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述底座板的表面設(shè)置有四個光纖貼片應變傳感器，其中三個設(shè)置在軌枕一側(cè)下方，另外一個設(shè)置在軌枕另一側(cè)；底座板與橋梁之間的四個角上分別設(shè)置光纖貼片應變傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的橋梁無砟軌道監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述安裝圓孔設(shè)置在道床板左右兩側(cè)面和前后兩端面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的橋梁無砟軌道監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述非接觸式位移傳感器通過安裝圓孔固定在道床板上，非接觸式位移傳感器與感應鐵板配合能夠檢測出位移變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的橋梁無砟軌道監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：非接觸式位移傳感器包括激光底座、激光器和振動傳感器，所述激光底座包括C字形的安裝片以及雙層平臺，所述安裝片的下端形成有圓孔以及一體成型的空心圓柱狀的隔離筒，隔離筒與圓孔對齊，所述雙層平臺設(shè)置在安裝片的上端，雙層平臺的上端用于安裝振動傳感器，雙層平臺的下端用于安裝激光器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的橋梁無砟軌道監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述雙層平臺上設(shè)置有球狀的安裝殼，安裝殼內(nèi)設(shè)置有萬向滾球，萬向滾球的下端設(shè)置有安裝板，所述激光器設(shè)置在安裝板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的橋梁無砟軌道監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：當振動傳感器檢測到振動發(fā)生時，靜動力測試單元、光纖光柵溫度測試單元和相對位移測試單元均停止測試工作。
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【技術(shù)特征摘要】
1.一種橋梁無砟軌道監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：包括靜動力測試單元、光纖光柵溫度測試單元和相對位移測試單元；所述靜動力測試單元包括智能筋和光纖貼片應變傳感器，所述智能筋設(shè)置在道床板內(nèi)部，所述光纖貼片應變傳感器設(shè)置在底座板以及底座板與橋梁之間；光纖光柵溫度測試單元包括光纖溫度傳感器，所述光纖溫度傳感器設(shè)置在道床板內(nèi)部；所述相對位移測試單元包括安裝圓孔、感應鐵板和非接觸式位移傳感器，所述感應鐵板設(shè)置在道床板上，所述感應鐵板預埋在道床板內(nèi)部且位于兩個軌枕之間，所述非接觸式位移傳感器設(shè)置在安裝圓孔和感應鐵板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁無砟軌道監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述智能筋設(shè)置五根，且采用frp-of智能筋；其中四根智能筋設(shè)置在道床板底部，四根智能筋中的兩根分別布置在兩個軌枕相對的一側(cè)，第三根智能筋平行布置在道床板的側(cè)端部，第四根智能筋與另外三根智能筋垂直對齊，最后一根智能筋與第四根智能筋位置垂向位置相同且位于軌枕的底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橋梁無砟軌道監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：所述底座板的表面設(shè)置有四個光纖貼片應變傳感器，其中三個設(shè)置在軌枕一側(cè)下方，另外一個設(shè)置在軌枕另一側(cè)；底座板與橋梁之間的...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張欣欣，劉建紅，陳東巨，潘湘文，陸小雨，陳懷智，鄭存筆，吝永亮，楊雪成，陳杰，
申請(專利權(quán))人：中鐵上海設(shè)計院集團有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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