CN104359603B - 轮轨移动垂直力连续测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轮轨移动垂直力连续测试方法，属于轨道交通领域的轮轨力测试技术，所述的轮轨移动垂直力连续测试方法是采用剪力传感器和压力传感器组合的方式进行测量，对连续测试范围内任意两个相邻测区进行重叠布置，即不同测区的两个相邻剪力传感器交叉布置且间距应大于剪力传感器的测量盲区长度，实现有效测量区域的连续。本发明能够实现轮轨移动垂直力连续测试，解决了现有的常规轮轨移动垂直力测试方法存在测量盲区的问题。

Description

轮轨移动垂直力连续测试方法

技术领域

本发明涉及铁路维护、铁道铺设及铁路检测领域，特别涉及轮轨移动垂直力连续测试方法。

背景技术

目前对于轮轨移动垂直力连续测试的技术主要是采用“移动垂直力综合检测装置”，即采用压力传感器和剪力传感器结合的方式形成一个测区，测取测区范围内的轮轨移动垂直力。其中压力传感器安装在轨枕上来支承钢轨并测量钢轨传递的压应力，剪力传感器安装在轨枕盒内的钢轨上来测量钢轨传递的剪应力，剪应力与压应力合成即为轮轨垂直力。另外，剪力传感器还起到界定测区边界的作用。根据测量要求，多个测区可以连续布置且不同测区间共用剪力传感器来实现轮轨移动垂直力在一定距离范围内的连续测量。该测试方法已广泛地应用于铁路轨道衡、铁路超偏载检测装置及货车运行品质轨边监测系统等铁路检测设备中。例如，图1是“移动垂直力综合检测装置”的单测区布置图，该图展示了由2个压力传感器(1)和2个剪力传感器(2)组合的单个测区，该测区测得的轮轨移动垂直力P为：P＝Q1+R1+R2+Q2。图2是现有的轮轨移动垂直力多测区连续测试方法的布置图，由图2可知，第一个测区内轮轨移动垂直力P为：P＝Q1+R1+R2+Q2；第二个测区内轮轨移动垂直力P为：P＝Q2+R3+R4+Q3；第一、二测区共用了1个剪力传感器(2)Q2。上述压力传感器(美国Vishay，STS65111-15T-0103)，剪力传感器(美国Vishay，STS65139-15T-0102)。图3是图2的测量结果图，由图3可知，在第一、二测区交界处存在测量盲区(3)，该区域内无法准确测量被测的轮轨移动垂直力值。

但是，由于剪力测量本身的特征使得上述多测区连续测量方法存在测量盲区。当车轮作用在剪力作用区内时，传感器测得的剪应力数值将无法准确测量出车轮传递出来的荷载值，从而使得车轮通过此区域时，剪力传感器信号值失真，导致车轮在此区域范围内测出的轮重是无效值。因此，现有的轮轨移动垂直力测试方法中在每个测区之间共用的剪力传感器位置会出现一定长度的测量盲区，无法实现真正的连续测量。

发明内容

针对上述现有技术中的缺陷，本发明要解决了轮轨移动垂直力连续测试方法存在盲区的问题。本发明人根据被测剪应力的分布特征，通过改变剪力传感器的布置方式，提出了一种能够实现轮轨移动垂直力无盲区连续测量的方法。

轮轨移动垂直力连续测试方法，包括：

步骤S101，在承载铁轨上划分多个测量区间，单个测量区间范围内包括两个支撑枕木，在两个支撑枕木之间的支撑面上设置第一压力传感器及第二压力传感器；在所述相邻枕木两侧的承载铁轨上设置第一剪力传感器及第二剪力传感器，使相邻测量区间的剪力传感器测量区域交叉；

步骤S102，在承载铁轨的多个测量区间上根据设定速度运行配重检测车，在检测车的运行过程中，多个测量区间分别记录区间内的第一压力传感器值R1、第二压力传感器值R2、第一剪力传感器Q1及第二剪力传感器Q2的感应值；

步骤S103，根据第一压力传感器值R1、第二压力传感器值R2、第一剪力传感器值Q1及第二剪力传感器值Q2获得当前移动垂直力值P。

在一种优选的实施方式中，所述相邻测量区间的剪力传感器测区内，两个交叉布置的相邻剪力传感器之间的距离，大于剪力传感器的测量盲区长度。

在一种优选的实施方式中，所述剪力传感器与邻近压力传感器受力支点的距离大于1/2个剪力传感器的测量盲区长度。

在一种优选的实施方式中，所述步骤S101中还包括，在多个测量区间内，在两个支撑枕木之间的支撑面上设置初始压力传感器；在所述相邻枕木两侧的承载铁轨上设置初始剪力传感器。

在一种优选的实施方式中，所述步骤S102中还包括，在承载铁轨的多个测量区间上根据设定速度运行初始配重检测车，在该检测车的运行过程中，记录区间内的初始压力传感器R0的感应值及初始剪力传感器Q0的感应值。

在一种优选的实施方式中，所述步骤S103中包括：根据第一压力传感器值R1、第二压力传感器值R2、第一剪力传感器值Q1及第二剪力传感器值Q2获得当前移动垂直力值P及初始压力传感器R0的感应值、初始剪力传感器Q0的感应值获得当前移动垂直力值P。

在一种优选的实施方式中，所述步骤S103后还包括：

步骤S104，判断所述当前移动垂直力值P是否落入历史移动垂直力值P区间内，若是，则输出所述当前移动垂直力值P，若否，则根据设定跳转次数，跳转到步骤S102。

本发明的特点及优点是：本发明提出的一种轮轨移动垂直力连续测试方法，解决了现有的常规轮轨移动垂直力测试存在盲区的问题，能够实现轮轨移动垂直力无盲区连续测试，显著地提高了轮轨移动垂直力的测试精度，避免了轮轨垂直力特征值的漏检。

附图说明

图1是现有技术中的“移动垂直力综合检测装置”的单测区原理图；

图2是现有技术中的常规轮轨移动垂直力连续测试原理图；

图3是现有技术中的常规轮轨移动垂直力连续测量结果图；

图4是本发明实施例1的轮轨移动垂直力连续测试实施方案图；

图5是本发明实施例1的轮轨移动垂直力连续测量结果图；

图6是本发明实施例2的轮轨移动垂直力连续测试实施方案图；

图7是本发明实施例2的轮轨移动垂直力连续测量结果图。

具体实施方式

为了对本发明的特征、效果和所要达到的技术目的有更加清楚和全面的了解，下面配合附图和具体实施例方式做进一步详细说明。

实施例1：

在本发明的一种实施方式中，本发明轮轨移动垂直力连续测试方法的步骤包括：

步骤S101，在承载铁轨上划分多个测量区间，单个测量区间范围内包括两个支撑枕木，在两个支撑枕木之间的支撑面上设置第一压力传感器及第二压力传感器；在所述相邻枕木两侧的承载铁轨上设置第一剪力传感器及第二剪力传感器，使相邻测量区间的剪力传感器测量区域交叉。

步骤S102，在承载铁轨的多个测量区间上根据设定速度运行配重检测车，在检测车的运行过程中，多个测量区间分别记录区间内的第一压力传感器值R1、第二压力传感器值R2、第一剪力传感器Q1及第二剪力传感器Q2的感应值；

步骤S103，根据第一压力传感器值R1、第二压力传感器值R2、第一剪力传感器值Q1及第二剪力传感器值Q2获得当前移动垂直力值P。

图4是本发明的实施方式之一，该实施方式的特点是两个测区的相邻剪力传感器(2)交叉布置在一个轨枕盒内。由该图可知，由压力传感器(1)R1、R2和剪力传感器(2)Q1、Q3组成第一个测区，测得的轮轨移动垂直力P为：P＝Q1+R1+R2+Q3；由压力传感器(1)R3、R4和剪力传感器(2)Q2、Q4组成第二个测区，测得的轮轨移动垂直力P为：P＝Q2+R3+R4+Q4。其中剪力传感器(2)Q2与Q3之间的距离大于剪力传感器测量盲区长度，剪力传感器(2)Q2与邻近的压力传感器(1)R2之间的距离及剪力传感器(2)Q3与邻近的压力传感器(1)R3之间的距离均大于半个剪力传感器测量盲区长度。

图5是本实施例的移动轮轨垂直力无盲区连续测量结果图，由图5可知，第一、二测区实现有效重叠(4)，消除了图3中现有的常规轮轨移动垂直力的测量盲区(3)，实现了移动轮轨垂直力的无盲区连续测量。

实施例2：

图6是本发明的实施方式之二，该实施方式的特点是两个测区的相邻剪力传感器(2)交叉布置在相邻轨枕盒内。由该图可知，由压力传感器(1)R1、R2、R3和剪力传感器(2)Q1、Q3组成第一个测区，测得的轮轨移动垂直力P为：P＝Q1+R1+R2+R3+Q3；由压力传感器(1)R3、R4、R5和剪力传感器(2)Q2、Q4组成第二个测区，测得的轮轨移动垂直力P为：P＝Q2+R3+R4+R5+Q4。其中剪力传感器(2)Q2与Q3之间的距离大于剪力传感器测量盲区长度，且Q2与邻近的压力传感器(1)R2、R3之间的距离及Q3与邻近的压力传感器(1)R3、R4之间的距离均大于半个剪力传感器测量盲区长度，即剪力传感器与邻近压力传感器受力支点的距离大于1/2个剪力传感器的测量盲区长度。

为使测量更为精准，在本发明的一种实施方式中，所述步骤S101中还包括，在多个测量区间内，在两个支撑枕木之间的支撑面上设置初始压力传感器；在所述相邻枕木两侧的承载铁轨上设置初始剪力传感器。步骤S102中还包括，在承载铁轨的多个测量区间上根据设定速度运行初始配重检测车，在该检测车的运行过程中，记录区间内的初始压力传感器R0的感应值及初始剪力传感器Q0的感应值。所述步骤S103中包括：根据第一压力传感器值R1、第二压力传感器值R2、第一剪力传感器值Q1及第二剪力传感器值Q3获得当前移动垂直力值P及初始压力传感器R0的感应值、初始剪力传感器Q0的感应值获得当前移动垂直力值P从而，可有效去除初始应力多测量精度产生的影响，从而使测量更为精准。

图7是本实施例的移动轮轨垂直力无盲区连续测量结果图，由图7可知，第一、二测区实现有效重叠(4)，消除了图3中现有的常规轮轨移动垂直力的测量盲区(3)，实现了移动轮轨垂直力的无盲区连续测量。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，但不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等同变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (7)

1.轮轨移动垂直力连续测试方法，其特征在于，包括：

步骤S101，在承载铁轨上划分多个测量区间，单个测量区间范围内包括两个支撑枕木，在两个支撑枕木之间的支撑面上设置第一压力传感器及第二压力传感器；在所述相邻枕木两侧的承载铁轨上设置第一剪力传感器及第二剪力传感器，使相邻测量区间的剪力传感器测量区域交叉；

步骤S102，在承载铁轨的多个测量区间上根据设定速度运行配重检测车，在检测车的运行过程中，多个测量区间分别记录区间内的第一压力传感器值R1、第二压力传感器值R2、第一剪力传感器Q1及第二剪力传感器Q2的感应值；

步骤S103，根据第一压力传感器值R1、第二压力传感器值R2、第一剪力传感器值Q2及第二剪力传感器值Q3获得当前移动垂直力值P。

2.如权利要求1所述的轮轨移动垂直力连续测试方法，其特征在于，所述相邻测量区间的剪力传感器测区内，两个交叉布置的相邻剪力传感器之间的距离，大于剪力传感器的测量盲区长度。

3.如权利要求1和2所述的轮轨移动垂直力连续测试方法，其特征在于，所述剪力传感器与邻近压力传感器受力支点的距离大于1/2个剪力传感器的测量盲区长度。

4.如权利要求1所述的轮轨移动垂直力连续测试方法，其特征在于，所述步骤S101中还包括，在多个测量区间内，在两个支撑枕木之间的支撑面上设置初始压力传感器；在所述相邻枕木两侧的承载铁轨上设置初始剪力传感器。

5.如权利要求4所述的轮轨移动垂直力连续测试方法，其特征在于，所述步骤S102中还包括，在承载铁轨的多个测量区间上根据设定速度运行初始配重检测车，在该检测车的运行过程中，记录区间内的初始压力传感器R0的感应值及初始剪力传感器Q0的感应值。

6.如权利要求5所述的轮轨移动垂直力连续测试方法，其特征在于，所述步骤S103中包括：

根据第一压力传感器值R1、第二压力传感器值R2、第一剪力传感器值Q2及第二剪力传感器值Q3获得当前移动垂直力值P及初始压力传感器R0的感应值、初始剪力传感器Q0的感应值获得当前移动垂直力值P。

7.如权利要求1所述的轮轨移动垂直力连续测试方法，其特征在于，所述步骤S103后还包括：

步骤S104，判断所述当前移动垂直力值P是否落入历史移动垂直力值P区间内，若是，则输出所述当前移动垂直力值P，若否，则根据设定跳转次数，跳转到步骤S102。