一种轨道板变形监测装置和方法与流程

本申请涉及铁路运输安全监测的，尤其是涉及一种轨道板变形监测装置和方法。

背景技术：

1、铁路钢轨以下由扣件系统、预制轨道板、高弹高强砂浆层、底座板(桥梁地段叫法)或支承层(路基地段桥梁地段叫法)等组成。单块轨道板长6450mm，宽2550mm，高200mm，板与板之间以宽窄接缝(上宽下窄，宽接缝宽度210mm，窄接缝宽度50mm)浇筑混凝土形成纵连结构。在长时间使用后，由于轨道板端部板间宽窄接缝状态、砂浆层状态、施工锁定温度、环境温度变化等因素影响，会出现轨道板板端上拱离缝、板端接缝开裂产生离缝等病害，如不能及时发现此类问题将会给线路的正常运营带来安全隐患。

2、相关技术中公开号为cn109253704a的中国专利，提出了一种用于无砟轨道板变形的监测装置，包括能量输送单元以及与能量输送单元通信连接的监测机构；监测机构包括底座、设置在底座上且具有水平顶面和斜面的安装挡块以及与安装挡块相接触的双测针测缝计；双测针测缝计包括内部具有集成元件的固定部、设置在固定部两侧的第一测缝计和第二测缝计、第一测缝计底端与安装挡块的斜面接触，第二测缝计的底端与安装挡块的水平顶面接触；固定部上还设置有与集成元件通信连接的接线部；通过双测针测缝计与特有的安装挡块之间的配合连接作用，有效地实现无砟轨道板端竖向上拱变形和水平膨胀变形的同步监测，监测精度高，稳定可靠。

3、上述中的相关技术存在有以下缺陷：列车在依次排列的多个轨道板上高速通过时，相邻两个轨道板之间在被列车碾压初期容易产生不同频率的振动，致使位移传感器的探针在探测板上无规律震荡，一方面影响位移传感器即时检测数据的准确性，另一方面也会对位移传感器的探针造成磨损，影响后续的监测精度。

技术实现思路

1、为了改善火车行驶时产生的振动影响位移传感器探针使用寿命及检测精度的问题，本申请提供一种轨道板变形监测装置和方法。

2、本申请第一方面提供的一种轨道板变形监测装置采用如下的技术方案：

3、一种轨道板变形监测装置，包括安装在相邻两个轨道板接缝部的位移传感器和探测板，所述位移传感器的探针与所述探测板相抵接，还包括分别固接在相邻两个轨道板上的第一底座和第二底座；

4、所述探测板滑动安装在所述第二底座上，所述探测板滑动方向沿轨道板排布方向设置；

5、所述第二底座上设置有用于检测轨道板振动的检测机构及将所述检测机构检测到的振动能量转变为驱使所述探测板朝远离所述位移传感器的方向移动的动能的换能机构；当所述检测机构未检测到轨道板振动时，所述探测板复位至与所述位移传感器的探针相抵。

6、更进一步地，所述检测机构包括安装在所述第二底座上的检测座、安装在所述检测座上的多个振动簧片及安装在多个所述振动簧片上的检测球，所述换能机构用于将所述检测球的振动能量转变为所述探测板移动的动能；

7、多个所述振动簧片环所述检测球周向设置，所述振动簧片一端与所述检测座固接、另一端向上延伸呈弧状，多个所述振动簧片的自由端相互靠近且预留有供所述检测球定位安置的中孔。

8、更进一步地，所述振动簧片被配置为振动频率接近轨道板上通车时的振动频率。

9、更进一步地，所述换能机构包括固接在所述检测球上的换能杆及用于将所述换能杆的升降运动转换成所述探测板的水平运动的换能组件，所述检测座上竖向开设有供所述换能杆穿过的穿孔，所述换能组件设置在所述换能杆底端及所述探测板靠近所述检测座的一端之间。

10、更进一步地，所述换能杆位于所述穿孔中的部位的周侧固接有若干润滑环，所述润滑环外壁与所述穿孔内壁滑动适配。

11、更进一步地，所述换能组件包括转动安装在所述第二底座上且螺纹贯穿所述探测板的调节螺杆，所述调节螺杆与所述位移传感器的探针呈平行设置，所述第二底座上转动安装有与所述调节螺杆传动连接的调节齿轮，所述换能杆底端固接有与所述调节齿轮啮合连接的调节齿条；

12、当所述换能杆在所述检测座上上移时，所述调节螺杆旋转至驱使所述探测板朝远离所述位移传感器的方向移动。

13、更进一步地，所述检测座上端面还固接有用于承托所述检测球的承托筒；当所述检测球与所述承托筒上端抵触时，所述探测板位于初始安装位置，且此时所述振动簧片自由端与所述检测球外壁接触或在所述检测球的压迫下发生形变。

14、更进一步地，所述第一底座和所述第二底座上共同安装有用于至少遮罩了所述位移传感器的探针、所述检测机构及所述换能机构的防护罩。

15、更进一步地，所述检测球内部具有空腔。

16、本申请第二方面提供的一种轨道板变形监测方法采用如下的技术方案：

17、一种轨道板变形监测方法，使用如上所述的一种轨道板变形监测装置，包括以下步骤：

18、s1.安装，根据轨道板变形监测要求，在相邻两个轨道板接缝部安装用于检测横向形变和/或纵向形变的位移传感器及与之配套的探测板；

19、s2.校正，在轨道板未通车时将所述检测机构恢复至初始状态，并对此时对应的所述位移传感器进行校正；

20、s3.并网监测，将所述位移传感器与服务器接通，用于将所述位移传感器的检测数据上传至云端；

21、s4.数据筛查，将检测数据中突降为零的数值进行剔除。

22、综上所述，本申请的有益技术效果为：

23、1.当轨道板上有列车通行时，轨道板发生振动并被检测机构检测到，而后换能机构将探测板的振动能量转变为动能以驱使探测板远离位移传感器；这样，轨道板上的位移传感器的探针便不会跟随轨道板的震荡而在探测板上无序滑动，可以实现对位移传感器的探针的有效保护，降低了位移传感器的探针的磨损，从而尽可能确保了位移传感器的探针的使用寿命及检测精度；

24、2.当轨道板被列车碾压产生振动时，安装在轨道板上的第二底座上的检测座同步振动，而由于振动簧片具有弹性形变能力，因此多个振动簧片在跟随检测座振动时，可以促使其上的检测球在多个振动簧片上抖动；也即，轨道板的振动被表征为检测球的抖动，在无其余限制的情况下，检测球的抖动是无序的，其抖动幅度与振动簧片的振动振幅有关，因此是可以实现检测机构对轨道板的振动状态的检测；

25、3.当列车通过轨道板发生振动，检测球在多个振动簧片上抖动，带动换能杆在检测座的穿孔中升降，当换能杆上升时，其带动调节齿条上移，进而带动与之啮合连接的调节齿轮旋转，调节齿轮在旋转时又会带动与之传动连接的调节螺杆旋转，当调节螺杆旋转时，则会驱使滑块带动探测板在第二底座上滑动，以使探测板脱离与位移传感器的探针的连接，从而实现对位移传感器的探针的自动防护。

技术特征：

1.一种轨道板变形监测装置，包括安装在相邻两个轨道板（8）接缝部的位移传感器（1）和探测板（2），所述位移传感器（1）的探针与所述探测板（2）相抵接，其特征在于，还包括分别固接在相邻两个轨道板（8）上的第一底座（31）和第二底座（32）；

2.根据权利要求1所述的一种轨道板变形监测装置，其特征在于，所述检测机构包括安装在所述第二底座（32）上的检测座（41）、安装在所述检测座（41）上的多个振动簧片（42）及安装在多个所述振动簧片（42）上的检测球（43），所述换能机构用于将所述检测球（43）的振动能量转变为所述探测板（2）移动的动能；

3.根据权利要求2所述的一种轨道板变形监测装置，其特征在于，所述振动簧片（42）被配置为振动频率接近轨道板（8）上通车时的振动频率。

4.根据权利要求2所述的一种轨道板变形监测装置，其特征在于，所述换能机构包括固接在所述检测球（43）上的换能杆（51）及用于将所述换能杆（51）的升降运动转换成所述探测板（2）的水平运动的换能组件，所述检测座（41）上竖向开设有供所述换能杆（51）穿过的穿孔（411），所述换能组件设置在所述换能杆（51）底端及所述探测板（2）靠近所述检测座（41）的一端之间。

5.根据权利要求4所述的一种轨道板变形监测装置，其特征在于，所述换能杆（51）位于所述穿孔（411）中的部位的周侧固接有若干润滑环（52），所述润滑环（52）外壁与所述穿孔（411）内壁滑动适配。

6.根据权利要求4所述的一种轨道板变形监测装置，其特征在于，所述换能组件包括转动安装在所述第二底座（32）上且螺纹贯穿所述探测板（2）的调节螺杆（61），所述调节螺杆（61）与所述位移传感器（1）的探针呈平行设置，所述第二底座（32）上转动安装有与所述调节螺杆（61）传动连接的调节齿轮（62），所述换能杆（51）底端固接有与所述调节齿轮（62）啮合连接的调节齿条（63）；

7.根据权利要求2-6任一项所述的一种轨道板变形监测装置，其特征在于，所述检测座（41）上端面还固接有用于承托所述检测球（43）的承托筒（45）；当所述检测球（43）与所述承托筒（45）上端抵触时，所述探测板（2）位于初始安装位置，且此时所述振动簧片（42）自由端与所述检测球（43）外壁接触或在所述检测球（43）的压迫下发生形变。

8.根据权利要求7所述的一种轨道板变形监测装置，其特征在于，所述第一底座（31）和所述第二底座（32）上共同安装有用于至少遮罩了所述位移传感器（1）的探针、所述检测机构及所述换能机构的防护罩（7）。

9.根据权利要求7所述的一种轨道板变形监测装置，其特征在于，所述检测球（43）内部具有空腔。

10.一种轨道板变形监测方法，使用如权利要求1-9任一项所述的一种轨道板变形监测装置，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本申请涉及一种轨道板变形监测装置和方法，其装置包括安装在相邻两个轨道板接缝部的位移传感器和探测板，位移传感器的探针与探测板相抵接，还包括分别固接在相邻两个轨道板上的第一底座和第二底座；探测板滑动安装在第二底座上，探测板滑动方向沿轨道板排布方向设置；第二底座上设置有用于检测轨道板振动的检测机构及将检测机构检测到的振动能量转变为驱使探测板朝远离位移传感器的方向移动的动能的换能机构；当检测机构未检测到轨道板振动时，探测板复位至与位移传感器的探针相抵。本申请通过检测机构和换能机构可以将列车通行时轨道板的振动自动转换成探测板远离位移传感器的探针的运动，待列车远离后又可以自动恢复检测，可以降低探针磨损。

技术研发人员：黄文俊,赵小生,熊飞,方立胜,刘杰
受保护的技术使用者：武汉思力博轨道装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16