一种专用测量轨枕的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种专用测量轨枕，其包括轨枕、安装条、安装座板、聚氨酯缓冲隔垫、压力传感器、保护板、传感器线槽，其中安装条固定在轨枕底面，安装条上装有传感器线槽，安装座板装在传感器线槽上，聚氨酯缓冲隔垫4设置在安装座板和保护板之间，且三块板通过螺栓连接固定，4-8个压力传感器安装于安装座板的座孔内，并穿过聚氨酯缓冲隔垫与保护板接触，压力传感器的信号传输线通过传感器线槽通至道碴外部；本实用新型提供的专用测量轨枕结构简单，外形尺寸及基本功能等同普通轨枕，但其内部设置的传感器结构可实现不破坏道床形貌的情况下检测散体有碴道床的密实度；实现有碴道床动态密实度参数实时监控；还可用于轨道垂向荷载的监测。
【专利说明】一种专用测量轨枕
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种专用测量轨枕，适合铁路散体道床新建线路检测及旧线捣固作业后密实度检测等场合，用于判断道床密实程度的方法，属于铁道工程道床检测【技术领域】。
【背景技术】
[0002]散体有碴道床须达到一定的密实程度方能实现其功能。因此在铁路散体道床使用的不同阶段需对道床密实度进行测量已判别道床的功能状态，密实度差的道床需要进行维护以回复其理想状态。传统的密实度测定方法有灌水法和Y射线法。灌水法的缺点是测点位置受限制、实施过程复杂、精度低且行车条件下难以实施，而Y射线法的缺点是因其由于辐射源的存在而无法大范围推广使用。鉴于以上原因，散体道床密实度的测量方法仍是目前铁道工程检测【技术领域】中的难题。
【发明内容】
[0003]本实用新型公开一种集普通轨枕及测量功能为一体的专用测量轨枕，以解决工程及试验中对于道床密实度测量的需求，该专用测量轨枕为独立结构物，可替代现有普通轨枕实现其基本功能，且可用作室内或现场轨道线路中测量道床密实度的专用装置，可重复使用。
[0004]本实用新型专用测量轨枕包括轨枕1、安装条2、安装座板3、聚氨酯缓冲隔垫4、压力传感器5、保护板6、传感器线槽7，其中4条安装条2固定在轨枕I底面，安装条2上装有传感器线槽7，安装座板3装在传感器线槽7上，聚氨酯缓冲隔垫4设置在安装座板3和保护板6之间，且三块板通过螺栓连接固定，4-8个压力传感器5安装于安装座板3的座孔内，并穿过聚氨酯缓冲隔垫4与保护板6接触，压力传感器5的信号传输线通过传感器线槽7通至道碴外部。
[0005]所述专用测量轨枕可布置在室内试验装置中，同时也可以设置在现场实际线路中。
[0006]所述专用测量轨枕在现场实际线路中，其功能可替代普通轨枕以便在现场环境监测有碴道床的密实度。
[0007]所述压力传感器5为常规市售标准压力传感器，抗冲击、过载能力强。
[0008]使用本装置可进行道碴与轨枕间动静态接触强度、动静态接触力的测量、列车轴重的监测，以下以接触强度的测量为例说明其使用步骤。
[0009]所述专用测量轨枕测量接触强度的步骤为:
[0010]I)在新建或既有铁路线路上被测铁路道床区域安装专用测量轨枕并进行信号传输线缆布置，集中设置线缆外接接口，且按照专用测量轨枕与普通轨枕间隔布置的方式安装，每个被测区域布置3飞个专用测量轨枕，保证传感器保护板6与枕底道碴之间接触；或在室内试验散体有碴道床区域重复上述安装步骤；
[0011]2)同时，按照下述步骤3) I)内容测量专用测量轨枕底部保护板与道碴间在5-lOs内的接触强度值并取平均即获得特定测量值
作为后续测量参考基准，对于同一道床通常标定一次；
[0012]3)测量前，通过信号传输线缆外界接口连接动态信号测试仪器与专用测量轨枕中的压力传感器(或普通轨枕底部的压力传感器)，通过数据传输线连接动态信号测试仪器与计算机，便携式移动电源为动态信号测试仪器与计算机提供电源；
[0013]4)对传感器、动态测试仪器、计算机软硬件进行联调，测试准备工作就绪；
[0014]5)测量时工况条件、测试区域及荷载状态应与步骤3)中测量时所采用的一致；
[0015]6)测量时，传感器保护板6直接与枕底道碴保持接触，外荷载作用经传感器保护板6传递给压力传感器5，聚氨酯缓冲隔垫4起到缓冲并减缓冲击的作用同时保证传感器保护板6能够接触到压力传感器5的工作面；
[0016]7)进行数据采集，压力传感器测得数据信号经传输线缆、动态信号测试仪器、数据传输线传递给计算机，并通过控制软件进行分析提取测量专用测量轨枕底部传感器保护板6与道碴间在5-lOs内的接触强度值，完成数据采集；
[0017]8)数据分析，对所获得的5-lOs的接触强度值数据取平均计算获得Pwm ；
[0018]9)根据测得及之前获得的进行比较，判定所测道床密实度，后续可重复进行上述步骤中4)?9)步内容以完成不同使用阶段的测定。
[0019]按照现行铁路散体有碴道床建造标准及道床密实度判定规则，散体有碴道床经荷载循环加载作用后达到密实状态后，按照本实用新型方法的实施步骤测量轨枕底部与道碴间在5-lOs内的接触强度值并取平均即获得特定测量值，作为后续进行道床密实度测量的参考基准。
[0020]本实用新型具有以下有益效果:
[0021]1、本实用新型提供的专用测量轨枕结构简单，外形尺寸及基本功能等同普通轨枕，但其内部设置的传感器结构可用于散体有碴道床密实度的测量，还可用于轨道垂向荷载的监测；
[0022]2、专用测量轨枕在现场实际线路中，可替代普通轨枕布置在室内试验装置中，同时也可以设置在现场实际线路中；
[0023]3、采用该装置测试过程简单易学，分析过程及判别标准易于标准化，因此测试过程中可减少人工辅助工作，从而提高测试工作效率；
[0024]4、本装置测量不受时间、地点及外界自然环境因素限制；
[0025]5、测试结构简单，便于铁路现场布置，且操作方便、可减少人工辅助工作，测试过程不受外界环境因素制约，提高测试工作效率及准确性。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本实用新型专用测量轨枕的断面结构示意图；
[0027]图2为本实用新型专用测量轨枕的轴测爆炸示意图；
[0028]图3为本实用新型专用测量轨枕的局部断面结构示意图；
[0029]图4为本实用新型专用测量轨枕使用状态示意图；
[0030]图中:1_轨枕；2_安装条；3_安装座板；4_聚氨酯缓冲隔垫；5_压力传感器；6-传感器保护板；7_传感器线槽；8-普通轨枕；9_动态信号测试仪器；10_数据传输线；11_计算机；12-信号传输线；13_专用测量轨枕；14-钢轨。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和实施例，对本实用新型专利作进一步说明，但本实用新型专利的内容并不限于所述范围。
[0032]实施例1:本实施例中专用测量轨枕结构如图1-4，所述专用测量轨枕包括轨枕1、安装条2、安装座板3、聚氨酯缓冲隔垫4、压力传感器5、保护板6、传感器线槽7，其中4条安装条2固定在轨枕I底面，安装条2上装有传感器线槽7，安装座板3装在传感器线槽7上，聚氨酯缓冲隔垫4设置在安装座板3和保护板6之间，且三块板通过螺栓连接固定，4个压力传感器5安装于安装座板3的座孔内，并穿过聚氨酯缓冲隔垫4与保护板6接触，压力传感器5的信号传输线通过传感器线槽7通至道碴外部。
[0033]所述专用测量轨枕布置在室内试验装置中，压力传感器5型号为AK-4B压力传感器。
[0034]本装置用作室内试验道床密实度检测，测试对象为试验室内新建散体有碴道床，道碴材质为普通石灰岩级配道碴，建成后经过50万次的室内循环加载压实，具体内容如下:
[0035]在被测铁路道床区域安装3个专用测量轨枕，且按专用测量轨枕13与普通轨枕8间隔布置方式安装；钢轨设置在专用测量轨枕和普通轨枕上方；测量时，AK-4B压力传感器5通过信号传输线12与DH5923动态信号测试仪器连接，传感器保护板6直接与道碴接触，接触力经传感器保护板6传递给压力传感器5，聚氨酯缓冲隔垫4起到缓冲并减缓冲击的作用同时保证传保护板6能够接触到压力传感器5的工作面；压力传感器5测得信号经信号传输线12、动态信号测试仪器9、数据传输线10传递给计算机11，测试按如下步骤如下:
[0036]I)室内试验散体有碴道床区域安装专用测量轨枕并进行信号传输线缆布置，集中设置线缆外接接口，且按照专用测量轨枕与普通轨枕间隔布置的方式安装，每个被测区域布置3个专用测量轨枕，保证传感器保护板6与枕底道碴之间接触；
[0037]2)对室内试验散体有碴道床进行循环加载试验，使其达到密实状态，通过传统灌水法测试其密实程度为密实；
[0038]3)同时，按照下述步骤4)、)内容测量专用测量轨枕底部保护板与道碴间在5s内的接触强度值并取平均即获得特定测量值=45MPa作为后续测量参考基准，后续测量间隔半年；
[0039]4)测量前，通过信号传输线缆外界接口连接动态信号测试仪器与专用测量轨枕中的压力传感器，通过数据传输线连接动态信号测试仪器与计算机，通过；便携式移动电源为动态信号测试仪器与计算机提供电源；
[0040]5)对传感器、动态测试仪器、计算机软硬件进行联调，测试准备工作就绪；
[0041]6)测量时工况条件、测试区域及荷载状态应与步骤3)中测量时所采用的一致；
[0042]7)测量时，传感器保护板6直接与枕底道碴保持接触，外荷载作用经传感器保护板6传递给压力传感器5，聚氨酯缓冲隔垫4起到缓冲并减缓冲击的作用同时保证传感器保护板6能够接触到压力传感器5的工作面；
[0043]8)进行数据采集，压力传感器测得数据信号经传输线缆、动态信号测试仪器、数据传输线传递给计算机，并通过控制软件进行分析提取测量专用测量轨枕底部传感器保护板6与道碴间在5-lOs内的接触强度值，完成数据采集；
[0044]9)数据分析，对所获得的5s的接触强度值数据取平均计算获得=42.4MPa ；
[0045]10)按照上述步骤4广10)步内容获得/In,根据测得及之前获得的
,按本发明方法计算:Pmmt =5.78%, 5%<5.78%〈10%，根据:Pmmt结果判定所测道床密实度为基本密实；后续密实度监测以半年为一个测量周期或根据线路情况进行调整；
[0046]判断标准为:当/“对靴S 5%时，判定散体道床的密实程度为密实；当15%时，判定散体道床的密实程度为一般密实；当
> 15%时，判定散体道床的密实程度为松散；其中所述特定测量值4$为新建道床达到密实状态后测得的接触强度值。
[0047]测试结果分析:
[0048]同时采用常规灌水法对上述散体道床进行检测，结果道床基本密实，灌水法测量总共耗时8小时，二者相比采用本实用新型测试结果与传统灌水法基本一致，且测试时间缩短为原来的1/4。
[0049]实施例2:本实施例中专用测量轨枕包括轨枕1、安装条2、安装座板3、聚氨酯缓冲隔垫4、压力传感器5、保护板6、传感器线槽7，其中4条安装条2固定在轨枕I底面，安装条2上装有传感器线槽7，安装座板3装在传感器线槽7上，聚氨酯缓冲隔垫4设置在安装座板3和保护板6之间，且三块板通过螺栓连接固定，4个压力传感器5安装于安装座板3的座孔内，并穿过聚氨酯缓冲隔垫4与保护板6接触，压力传感器5的信号传输线通过传感器线槽7通至道碴外部。
[0050]所述压力传感器5型号为DH1003B压力传感器。
[0051]所述专用测量轨枕在现场实际线路中，其功能可替代普通轨枕以便在现场环境监测有碴道床的密实度。
[0052]本装置用作室外现场铁路线路道床密实度监测，测试对象为室外现场铁路线路有碴道床，道碴材质为普通花岗岩级配道床，建成后经过近一年的列车反复作用，日平均列车20列客货运车辆混合通行，具体内容如下:
[0053]在被测铁路道床区域安装5个专用测量轨枕，且按专用测量轨枕13与普通轨枕8间隔布置方式安装；钢轨设置在专用测量轨枕和普通轨枕上方；测量时，DH1003B压力传感器5通过信号传输线12与DH5920N动态信号测试仪器连接，传感器保护板6直接与道碴接触，接触力经传感器保护板6传递给压力传感器5，聚氨酯缓冲隔垫4起到缓冲并减缓冲击的作用同时保证传保护板6能够接触到压力传感器5的工作面；压力传感器5测得信号经信号传输线12、动态信号测试仪器9、数据传输线10传递给计算机11 ;测试按如下步骤如下:
[0054]在被测铁路道床区域安装5个专用测量轨枕，且按专用测量轨枕与普通轨枕间隔布置方式安装；钢轨设置在专用测量轨枕和普通轨枕上方；测量时，DH1003B压力传感器5通过信号传输线12与DH5920N动态信号测试仪器连接，传感器保护板6直接与道碴接触，接触力经传感器保护板6传递给压力传感器5，聚氨酯缓冲隔垫4起到缓冲并减缓冲击的作用同时保证传保护板6能够接触到压力传感器5的工作面；压力传感器5测得信号经信号传输线12、动态信号测试仪器9、数据传输线10传递给计算机11 ;测试按如下步骤如下:
[0055]I)在室外新建铁路线路上被测铁路道床区域安装专用测量轨枕并进行信号传输线缆布置，集中设置线缆外接接口，且按照专用测量轨枕与普通轨枕间隔布置的方式安装，每个被测区域布置5个专用测量轨枕，保证传感器保护板6与枕底道碴之间接触；
[0056]2)对新建铁路线路进行实车运行，即实施列车循环荷载加载过程，通过以上过程使散体有碴道床达到密实状态；通过传统灌水法测试其密实程度为密实；
[0057]3)同时，按照下述步骤4)、)内容测量专用测量轨枕底部保护板与道碴间在8s
内的接触强度值并取平均即获得特定测量值=47.5MPa作为后续测量参考基准，后续测量间隔半年；
[0058]4)测量前，通过信号传输线缆外界接口连接动态信号测试仪器与专用测量轨枕中的压力传感器，通过数据传输线连接动态信号测试仪器与计算机，通过；便携式移动电源为动态信号测试仪器与计算机提供电源；
[0059]5)对传感器、动态测试仪器、计算机软硬件进行联调，测试准备工作就绪；
[0060]6)测量时工况条件、测试区域及荷载状态应与步骤3)中测量时所采用的一致；
[0061]7)测量时，传感器保护板6直接与枕底道碴保持接触，外荷载作用经传感器保护板6传递给压力传感器5，聚氨酯缓冲隔垫4起到缓冲并减缓冲击的作用同时保证传感器保护板6能够接触到压力传感器5的工作面；
[0062]8)进行数据采集，压力传感器测得数据信号经传输线缆、动态信号测试仪器、数据传输线传递给计算机，并通过控制软件进行分析提取测量专用测量轨枕底部传感器保护板6与道碴间在5-lOs内的接触强度值，完成数据采集；
[0063]9)数据分析，对所获得的8s的接触强度值数据取平均计算获得Msm=44.69MPa ；
[0064]10)按照上述步骤4Γ10)步内容获得Pwm ,根据测得Pwm及之前获得的P标定
，按本发明方法计算=5- 92%, 5%<5.92%〈10%，根据结果判定所测道床密实度为基本密实；后续密实度监测以半年为一个测量周期或根据线路情况进行调整。
[0065]测试结果分析:
[0066]同时采用常规灌水法对上述散体道床进行检测，结果道床基本密实，灌水法测量总共耗时15小时。二者相比采用本发明方法测试结果与传统灌水法基本一致，且测试时间缩短为原来的近1/4。
【权利要求】
1.一种专用测量轨枕，其特征在于:包括轨枕(I)、安装条(2)、安装座板(3)、聚氨酯缓冲隔垫(4)、压力传感器(5)、保护板(6)、传感器线槽(7)，4条安装条(2)固定在轨枕(I)底面，安装条(2)上装有传感器线槽(7)，安装座板(3)装在传感器线槽(7)上，聚氨酯缓冲隔垫(4 )设置在安装座板(3 )和保护板(6 )之间，4-8个压力传感器(5 )安装于安装座板(3 )的座孔内，并穿过聚氨酯缓冲隔垫(4)与保护板(6)接触，压力传感器(5)的信号传输线通过传感器线槽(7 )通至道碴外部。
2.根据权利要求1所述专用测量轨枕，其特征在于:安装座板(3)、聚氨酯缓冲隔垫(4)、保护板(6)通过螺栓连接固定。
【文档编号】G01N3/08GK203929515SQ201420359541
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月1日 优先权日:2014年7月1日
【发明者】王学军, 迟毅林 申请人:昆明理工大学