CN104372781A - 铁路路基基床质量测量设备以及方法 - Google Patents

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薛继连
贾晋中
孟宪洪
高国良
李晓建
唐永康
张千里
蔡德钩
陈锋
王立军
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China Shenhua Energy Co Ltd
Railway Engineering Research Institute of CARS
Shuohuang Railway Development Co Ltd
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China Shenhua Energy Co Ltd
Railway Engineering Research Institute of CARS
Shuohuang Railway Development Co Ltd
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D1/00—Investigation of foundation soil in situ
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2203/00—Devices for working the railway-superstructure
    • E01B2203/16—Guiding or measuring means, e.g. for alignment, canting, stepwise propagation

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Abstract

本发明公开一种铁路路基基床质量测量设备以及方法，该铁路路基基床质量测量设备包括：罩体；调节装置，用于调节加载装置与距离路基基床表面之间的距离；动力输出装置，用于输出动力，动力输出装置通过调节装置固定于罩体中；第一连接杆；第二连接杆；加载装置，用于将动力施加到路基基床表面上，其中加载装置通过第一连接杆与动力输出装置连接；位移测量装置，用于测量路基基床表面的变形量，其中位移测量装置的一端固定于罩体的内侧，位移测量装置的另一端通过第二连接杆固定于第一连接杆上。本发明通过模拟重载列车对铁路路基基床的作用(即对铁路路基基床施加动力)来有效地对铁路路基基床质量进行评价。

Description

铁路路基基床质量测量设备以及方法
技术领域
本发明涉及测量测试，具体地，涉及一种铁路路基基床质量测量设备以及方法。
背景技术
现有技术中，在评价铁路路基基床质量时，主要采用压实系数、动态变形模量、地基系数(K30)、二次变形模量以及承载力等指标来对基床的质量(例如，铁路路基基床的密实程度和力学指标)进行评价。但是，目前这些指标在评价基床在不同轴重列车作用下是否会发生病害的判断以及施工期间的对病害的预控制方面还不能起到很好的效果。即现有技术中缺少一种能够对铁路路基基床质量进行有效测量的装置和方法。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种铁路路基基床质量测量设备，该铁路路基基床质量测量设备包括：罩体；调节装置，用于调节加载装置与距离路基基床表面之间的距离；动力输出装置，用于输出动力，所述动力输出装置通过所述调节装置固定于所述罩体中；第一连接杆；第二连接杆；加载装置，用于将所述动力施加到路基基床表面上，其中所述加载装置通过所述第一连接杆与所述动力输出装置连接；位移测量装置，用于测量路基基床表面的变形量，其中所述位移测量装置的一端固定于所述罩体的内侧，所述位移测量装置的另一端通过第二连接杆固定于所述第一连接杆上。
相应地，本发明还提供一种用于本发明所提供的铁路路基基床质量测量设备的铁路路基基床质量测量方法，该测量方法包括：将所述铁路路基基床质量测量设备固定在铁路路基基床上；调节所述调节装置以使所述加载装置与铁路路基基床表面接触，并记录下所述位移测量装置的初始位移值；启动所述动力输出装置以将动力施加到路基基床表面上；在施加动力后，通过调节所述调节装置将所述加载装置调节到与被施加动力后的铁路路基基床表面接触，记录下所述位移测量装置的当前位移值；根据所述当前位移值与所述初始位移值的差值得到铁路路基基床表面的变形量；以及根据所述变形量对所述铁路路基基床质量进行评价。
本发明提供的铁路路基基床质量测量设备和方法，可以通过动力输出装置与加载装置来模拟重载列车对铁路路基基床的作用(即对铁路路基基床施加动力)，以及通过位移测量装置来测量路基基床表面的变形量(即施加动力前和后的位移差)，之后根据测量到的变形量对铁路路基基床质量的进行有效地评价。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明的一种实施方式的示例铁路路基基床质量测量设备的示意图；以及
图2是根据本发明的一种实施方式的示例铁路路基基床质量测量方法的流程图。
附图标记说明
1  罩体                      2 动力输出装置
3  动力输出大小调节装置      4  动力输出次数调节装置
5  位移测量装置              6  加载装置
7  调节装置                  8  电源开关
9  第一连接杆                10 第二连接杆
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1是根据本发明的一种实施方式的示例铁路路基基床质量测量设备的示意图。如图1所示，该铁路路基基床质量测量设备可以包括：罩体1；调节装置7，用于调节加载装置6与距离路基基床表面之间的距离；动力输出装置2，用于输出动力，所述动力输出装置2通过所述调节装置7固定于所述罩体1中；第一连接杆9；第二连接杆10；加载装置6，用于将所述动力施加到路基基床表面上，其中所述加载装置6通过所述第一连接杆9与所述动力输出装置2连接；位移测量装置5，用于测量路基基床表面的变形量，其中所述位移测量装置5的一端固定于所述罩体1的内侧，所述位移测量装置5的另一端通过第二连接杆10固定于所述第一连接杆9上。
根据本发明的一种实施方式，所述罩体1一方面可以将该测量设备的各个组成部件集成在一起并起到保护部件的作用，另一方面其还可以保持整个装置在施加动力的情况下能够与路面基床平稳的接触而不移动，提高整个测量设备的稳定性。该罩体1可以选用任何适当地材料来制作，罩体的尺寸可以根据各个组成部件的尺寸进行设计和选择，本发明对此不进行限定。
根据本发明的一种实施方式，调节装置7可以用于调节加载装置6与距离路基基床表面之间的距离，优选地，所述调节装置为可伸缩的横梁，以及所述罩体1两侧具有竖向凹槽以使得所述横梁能够沿所述凹槽移动，实现根据不同路基基床条件来调节加载装置6与距离路基基床表面之间的距离。
根据本发明的一种实施方式，动力输出装置2可以用于在测量时输出动力(例如动静力荷载)，所述动力输出装置2通过所述调节装置7固定于所述罩体1中，优选地，所述动力输出装置2为竖向振动器，并且其可以由电动机或内燃机提供动力。更为优选地，为了模拟不同轴重重载列车对路基基床表面的作用，可以将动力输出装置2配置为可调节输出功率的竖向振动器。
根据本发明的另一种实施方式，所述动力输出装置2还可以包括用于开启或关闭所述动力输出装置的电源开关8，用于调节施加到路基基床的动力的动力输出大小调节装置3以及动力输出次数调节装置4。其中，动力输出大小调节装置3可以调节动力输出装置2的荷载输出的大小，动力输出次数调节装置4可以调节所施加的动荷载的次数。
根据本发明的一种实施方式，加载装置6可以用于将动力输出装置2所输出的动力施加到路基基床表面上，其中所述加载装置6可以通过第一连接杆9与所述动力输出装置2连接。优选地，所述加载装置6为可拆卸的金属块。更为优选地，该测量设备可以包括多个不同尺寸的加载装置6。采用这样的实施方式，可以实现根据实际情况选用适当尺寸的加载装置6，例如当需要改变加载装置6与被测物体的接触面积(例如需要模拟不同级别道床对基床的破坏作用)时可以通过更换不同面积(尺寸)的加载装置6来调节。
根据本发明的一种实施方式，位移测量装置5可以用于测量路基基床表面的变形量，其中所述位移测量装置5的一端可以固定于所述罩体1的内侧，所述位移测量装置5的另一端可以通过第二连接杆10固定于所述第一连接杆9上。其中，第一连接杆9和第二连接杆10可以选用任何适当材料制成。优选地，所述位移测量装置为弹簧位移测量计。
图2是根据本发明的一种实施方式的示例铁路路基基床质量测量方法的流程图，如图2所示，在使用本发明所提供的上述铁路路基基床质量测量设备对铁路路基基床质量进行测量时，可以包括以下步骤：
在步骤1001，将所述铁路路基基床质量测量设备固定在铁路路基基床上，例如选择具备测量条件的路基基床位置，并且在测量位置周围放置细砂或者石膏等将测量位置整平，不扰动被测土体，将该测量设备安放在测量位置，固定罩体1使其不发生晃动；
在步骤1002，调节所述调节装置7以使所述加载装置6与铁路路基基床表面接触，并记录下所述位移测量装置5的初始位移值；
在步骤1003，启动所述动力输出装置以将动力施加到路基基床表面上，例如根据对路基基床表面的要求，通过调节动力输出大小调节装置3以及动力输出次数调节装置4选择合适的动荷载和施加动荷载的次数，开启电源开关8以施加一定次数和强度的动力(动荷载)；
在步骤1004，在施加动力后，通过调节所述调节装置7将所述加载装置6调节到与被施加动力后的铁路路基基床表面接触，记录下所述位移测量装置5的当前位移值；
在步骤1005，根据所述当前位移值与所述初始位移值的差值得到铁路路基基床表面的变形量；以及
在步骤1006，根据所述变形量对所述铁路路基基床质量进行评价，例如若变形量越小，则铁路路基基床质量越高。
优选地，为了减小数据离散性对测试的影响、保证测量数据的可靠性，可以选择多个测量位置进行测量(例如不少于6个)并将测量结果进行均值计算。
上述方法步骤的具体实施方式均已在上述铁路路基基床质量测量设备的实施方式中说明，在此不再赘述。
本发明提供的铁路路基基床质量测量设备和方法，可以通过动力输出装置与加载装置来模拟重载列车对铁路路基基床的作用(即对铁路路基基床施加动力)，以及通过位移测量装置来测量路基基床表面的变形量(即施加动力前和后的位移差)，之后根据测量到的变形量对铁路路基基床质量的进行有效地评价。
此外，通过改变加载装置的尺寸还可以改变其与被测物体的接触面积，即在模拟不同轴重列车对路基基床的作用外还可以模拟不同级别道床对基床的破坏作用，使得评价结果更加可靠，并且该装置结构巧妙便于携带适用于室外测量。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种铁路路基基床质量测量设备，其特征在于，该铁路路基基床质量测量设备包括：
罩体；
调节装置，用于调节加载装置与距离路基基床表面之间的距离；
动力输出装置，用于输出动力，所述动力输出装置通过所述调节装置固定于所述罩体中；
第一连接杆；
第二连接杆；
加载装置，用于将所述动力施加到路基基床表面上，其中所述加载装置通过所述第一连接杆与所述动力输出装置连接；
位移测量装置，用于测量路基基床表面的变形量，其中所述位移测量装置的一端固定于所述罩体的内侧，所述位移测量装置的另一端通过第二连接杆固定于所述第一连接杆上。
2.根据权利要求1所述的铁路路基基床质量测量设备，其特征在于，所述动力输出装置还包括电源开关，用于开启或关闭所述动力输出装置。
3.根据权利要求1所述的铁路路基基床质量测量设备，其特征在于，所述动力输出装置还包括动力输出大小调节装置以及动力输出次数调节装置，用于调节施加到路基基床的动力。
4.根据权利要求1所述的铁路路基基床质量测量设备，其特征在于，所述动力输出装置为竖向振动器。
5.根据权利要求1所述的铁路路基基床质量测量设备，其特征在于，所述位移测量装置为弹簧位移测量计。
6.根据权利要求1所述的铁路路基基床质量测量设备，其特征在于，所述调节装置为可伸缩的横梁，以及所述罩体两侧具有竖向凹槽以使得所述横梁能够沿所述凹槽移动。
7.根据权利要求1所述的铁路路基基床质量测量设备，其特征在于，所述加载装置为可拆卸的金属块。
8.一种用于权利要求1-7任一项权利要求所述的铁路路基基床质量测量设备的铁路路基基床质量测量方法，其特征在于，该测量方法包括：
将所述铁路路基基床质量测量设备固定在铁路路基基床上；
调节所述调节装置以使所述加载装置与铁路路基基床表面接触，并记录下所述位移测量装置的初始位移值；
启动所述动力输出装置以将动力施加到路基基床表面上；
在施加动力后，通过调节所述调节装置将所述加载装置调节到与被施加动力后的铁路路基基床表面接触，记录下所述位移测量装置的当前位移值；
根据所述当前位移值与所述初始位移值的差值得到铁路路基基床表面的变形量；以及
根据所述变形量对所述铁路路基基床质量进行评价。
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