CN108423031A - 一种无缝线路微位移测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无缝线路微位移测量方法，包括以下步骤：在轨枕上安装固定装置，固定装置上设置有千分表。在钢轨上安装移动装置，移动装置包括朝向钢轨长度方向设置的挡板。调整固定装置与移动装置之间的距离，并确保千分表的测杆与挡板平面垂直接触。利用撞轨器对钢轨进行应力放散，当通过撞轨器将钢轨撞击至千分表测量到与撞击方向相反的反弹位移，则认为钢轨处于零应力状态。如果千分表相对于初始安装位置未测量到反弹位移，则认为钢轨未达到零应力状态。本发明能够解决现有微位移测量装置位移测量精度不高，测量过程复杂的技术问题。

Description

一种无缝线路微位移测量方法

技术领域

本发明涉及铁路工程测量领域，尤其是涉及一种应用于无缝铁路线路的钢轨微位移测量方法。

背景技术

无缝线路作为铁路轨道结构的主要形式，已经得到日益广泛的应用。无缝线路的主要受力特点是：在钢轨温度与实际锁定轨温不一致时，钢轨内存在应力。当实际锁定轨温超过设计锁定轨温时，钢轨内部就存在过大的受拉或受压应力。这时就需要对无缝线路进行应力放散，使其实际锁定轨温恢复到设计时的锁定轨温范围内，以确保轨道框架结构处于稳定状态。无缝线路进行应力放散时，衡量其放散是否匀、准、够的一个重要前提是钢轨处于零应力状态，判断钢轨处于零应力状态的方法是钢轨在环境温度下处于无位移状态。

目前，现场测量钢轨应力状态的方法主要依靠目视测量和人工感觉的方法。人工感觉方法是人站在位于龙口位置的钢轨上感觉钢轨是否还存在位移，该方法是一种粗略、方便的测量方法。但是，人工感觉方法需要精力集中，受人为影响因素大，观测人员需要丰富的经验，且精度较低，不易观测到钢轨反弹的微位移。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无缝线路微位移测量方法，以解决现有微位移测量装置位移测量精度不高，测量过程复杂的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种无缝线路微位移测量方法的技术实现方案，包括以下步骤：

S10)在轨枕上安装固定装置，所述固定装置上设置有千分表；

S11)在钢轨上安装移动装置，所述移动装置包括朝向钢轨长度方向设置的挡板；调整所述固定装置与移动装置之间的距离，并确保所述千分表的测杆与所述挡板平面垂直接触；

S12)利用所述撞轨器对钢轨进行应力放散，当通过所述撞轨器将钢轨撞击至所述千分表测量到与撞击方向相反的反弹位移，则认为所述钢轨处于零应力状态。如果所述千分表相对于初始安装位置未测量到反弹位移，则认为所述钢轨未达到零应力状态。

优选的，所述移动装置包括安装在所述钢轨上的倒U字型的支座，所述支座沿钢轨宽度方向的两侧设置有安装孔，所述挡板固定在所述支座的上部；所述步骤S11)进一步包括：

当调整好所述移动装置与固定装置之间的距离，通过螺栓二穿过安装孔将所述移动装置固定在钢轨上；当松开所述螺栓二，所述移动装置能沿所述钢轨的长度方向移动。

优选的，所述固定装置包括由支腿，以及连接于两个支腿之间的横梁组成的倒U字型固定工装；所述步骤S10)进一步包括：

将所述支腿的底部固定在所述轨枕的立螺栓上，通过支杆连接所述固定装置与千分表，所述支杆的一端固定于所述横梁上，另一端与所述千分表固定，并确保所述支杆与所述横梁垂直连结。

优选的，通过表夹将所述支杆的端部与所述千分表的固定杆固定连接。

优选的，所述步骤S11)进一步包括：

调整所述固定装置与移动装置之间的相对距离，以满足所述千分表的测杆产生适量的初始位移。

优选的，将所述撞轨器安装于所述钢轨的龙口位置，所述微位移测量装置与撞轨器在所述钢轨上的安装位置间距保持在98～102m之间。

优选的，当钢轨的测量长度大于或等于500m时，通过每隔500m至少安装一套微位移测量装置进行应力状态测量。当钢轨的测量长度小于500m时，通过安装一套微位移测量装置进行应力状态测量。

优选的，在所述步骤S12)中，当所述千分表测量到反弹位移时，所述撞轨器停止撞击被测量段的钢轨。

优选的，所述移动装置指向固定装置的方向与所述撞轨器撞击时钢轨的位移方向一致。

优选的，当采用所述撞轨器撞击至所述钢轨未发生明显位移时，在所述钢轨上安装所述微位移测量装置进行应力状态测量。在进行钢轨应力状态测量时观察所述千分表的测杆位移，如果达到所述测杆的最大行程则调整所述移动装置的位置。

通过实施上述本发明提供的无缝线路微位移测量方法的技术方案，具有如下有益效果：

(1)本发明无缝线路微位移测量方法利用撞击钢轨时产生的反弹位移进行钢轨应力状态测量，能够对钢轨反弹时的微小位移进行较为精确的量化测量，可以保证钢轨的零应力状态更加均匀；

(2)本发明无缝线路微位移测量方法流程简单、操作简便、实用、精度高，测量完全不受外界环境和主观判断的影响，能够充分实现钢轨应力放散的匀、准、够；

(3)本发明无缝线路微位移测量方法通过千分表进行钢轨微位移的测量，千分表设置在固定装置上，使得测量完全不受钢轨移动的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1是本发明所基于的无缝线路微位移测量装置的结构示意图；

图2是本发明所基于的无缝线路微位移测量装置的安装结构示意图；

图3是本发明所基于的无缝线路微位移测量装置中固定装置的结构示意图；

图4是本发明所基于的无缝线路微位移测量装置中移动装置的结构示意图；

图5是本发明所基于的无缝线路微位移测量装置在钢轨上的安装结构侧视图；

图6是本发明所基于的无缝线路微位移测量装置在钢轨上的安装结构示意图；

图7是图6中A部分的局部放大结构示意图；

图8是本发明所基于的无缝线路微位移测量装置在钢轨上的安装位置示意图；

图9是本发明所基于的无缝线路微位移测量装置另一种在钢轨上的安装位置示意图；

图中：1-微位移测量装置，2-钢轨，3-撞轨器，4-龙口，5-轨枕，6-立螺栓，10-固定装置，11-横梁，12-支腿，13-支杆，14-螺栓一，15-表夹，20-移动装置，21-支座，22-档板，23-螺栓二，30-千分表，31-测杆，32-固定杆。

具体实施方式

为了引用和清楚起见，将下文中使用的技术名词、简写或缩写记载如下：

千分表：检查零件尺寸和形状的细微偏差的主要量具，广泛应用于精密仪器工件的几何形状误差及位置误差上，属于长度测量工具，它的精度可达到0.001mm；

撞轨器：应用于铁路长钢轨在进行无缝线路联合接头焊接施工、无缝线路应力放散调整轨缝作业的一种辅助机具，使用时通过“钢轨人力滑车”撞击撞轨器，使长钢轨发生纵向移动；

龙口：钢轨截断处。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1至附图9所示，给出了本发明无缝线路微位移测量方法的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明无缝线路微位移测量装置判断处于钢轨2处于零应力状态的方法是钢轨2在环境温度下处于无位移状态，即利用撞轨器3将钢轨2撞到有反弹，就视为钢轨2处于零应力状态。因此，准确、快速测量钢轨2的反弹位移变得非常重要。当钢轨2处于反弹状态时，位移很小，采用传统的位移观测方法不易观测到钢轨2反弹的微位移。而本发明具体实施例描述的无缝线路微位移测量装置利用千分表30进行钢轨微位移的测量，能够对钢轨2反弹时的微小位移进行较为精确的量化测量，保证钢轨2的零应力状态更加均匀，充分实现钢轨2应力放散的匀、准、够。

实施例1

如附图1和附图2所示，一种本发明方法所基于的无缝线路微位移测量装置的实施例，具体包括：

安装于轨枕5上的固定装置10；

安装于钢轨2上的移动装置20，能随钢轨2的移动而移动，移动装置20包括朝向钢轨2长度方向设置的挡板22；

及设置于固定装置10上的千分表30，千分表30的测杆31与挡板22平面垂直接触；

当使用微位移测量装置1进行应力状态测量时，固定装置10和移动装置20在一起配合使用。当利用撞轨器3对钢轨2进行应力放散时，通过撞轨器3对钢轨2进行撞击，直到千分表30测量到与撞击方向相反的反弹位移，则认为钢轨2处于零应力状态。如果千分表30相对于初始安装位置未测量到反弹位移，则认为钢轨2未达到零应力状态。

移动装置20进一步包括安装在钢轨2上的倒U字型的支座21，支座21沿钢轨2宽度方向的两侧设置有安装孔，通过螺栓二23穿过安装孔将移动装置20固定在钢轨2上，挡板22固定在支座21的上部。松开螺栓二23，移动装置20能沿钢轨2的长度方向移动。使用胶水将挡板22固定在支座21上，且挡板22的平面与支座21的纵向(即钢轨2的长度方向)垂直。使用时将倒U字型的支座21套设在钢轨2上，旋紧支座21上的四个螺栓二23，即可保证移动装置20能随钢轨2进行移动。

微位移测量装置1的测量仪表采用千分表30，千分表30具备反向位移测量功能，挡板22采用玻璃板，所以钢轨2在零应力时具有反弹的微位移就可以测量。微位移测量装置1可以随着钢轨2移动，并且这一装置推动计量仪表工作，计量仪表固定在一个装置上而不受钢轨移动的影响，即可达到测量的目的。

固定装置10进一步包括由支腿12，以及连接于两个支腿12之间的横梁11组成的倒U字型固定工装。支腿12的底部通过螺栓一14固定于轨枕5的立螺栓6上，固定装置10还包括一端固定于横梁11上，另一端与千分表30固定的支杆13，支杆13与横梁11垂直连结(采用焊接方式将支腿12的一端与倒U字型固定工装呈90°连结在一起)。支杆13的端部通过表夹15与千分表30的固定杆32固定连接，将千分表30的固定杆32穿设于表夹15中，旋紧表夹15的螺栓，使千分表30固定在表夹15中。

当对钢轨2进行应力状态测量之前，微位移测量装置1进行初始安装时，固定装置10与移动装置20之间的相对距离满足千分表30的测杆31产生适量的初始位移，以便于较准确地测量到钢轨2的反弹位移。

撞轨器3安装于钢轨2的龙口位置(测量时钢轨2要进行截断，靠近截断处被称为龙口)，微位移测量装置1与撞轨器3在钢轨20上的安装位置间距保持在98～102m之间时，对钢轨微位移的测量效果最佳。当钢轨2的测量长度大于或等于500m时，通过每隔500m至少安装一套微位移测量装置1进行应力状态测量。当钢轨2的测量长度小于500m时，通过安装一套微位移测量装置1进行应力状态测量。

当进行钢轨微位移的测量时，无论反弹位移多大，只要千分表30测量到反弹位移则认为钢轨2处于零应力状态，而千分表30未测量到反弹位移则认为钢轨2未达到零应力状态。千分表30测量到的反弹位移有大有小，这与千分表30的设置位置、撞轨器3的设置位置、撞轨器3的数量、撞轨器3的撞轨次数，以及铁路线路的直曲都有很密切的关系。当千分表30测量到反弹位移时，撞轨器3停止撞击被测量段的钢轨2。

移动装置20指向固定装置10的方向与撞轨器3撞击时钢轨2的位移方向一致。如附图8所示，当撞轨器3向钢轨2施以如附图中F所示从左至右的撞击力时，钢轨2的位移方向与移动装置20指向固定装置10的方向(从左至右)一致。如附图9所示，当撞轨器3向钢轨2施以如附图中F所示从右至左的撞击力时，钢轨2的位移方向与移动装置20指向固定装置10的方向(从右至左)一致。移动装置20使用时固定在钢轨2上，在进行钢轨微位移测量时能随钢轨2的移动而移动，当移动装置20向固定装置10移动时，千分表30就会产生读数，如果固定装置10反向移动时，就会出现固定装置10与移动装置20分离，从而导致不能测量出钢轨2的位移大小。

实施例1描述的微位移测量装置1通过千分表30可以实时观察钢轨2的位移情况，并能够很清楚地观察到钢轨2反弹时的反向位移，使得钢轨微位移的精确测量成为可能，非常有利于在无缝线路钢轨铺设和放散时，观察长钢轨在达到零应力状态时肉眼不容易观测到的反向微位移，从而实现钢轨零应力状态的准确判定。

实施例2

如附图7所示，一种本发明无缝线路微位移测量方法的实施例，具体包括以下步骤：

S10)在轨枕5上安装固定装置10，固定装置10上设置有千分表30；

S11)在钢轨2上安装移动装置20，移动装置20包括朝向钢轨2长度方向设置的挡板22；调整固定装置10与移动装置20之间的距离，并确保千分表30的测杆31与挡板22平面垂直接触；

S12)利用撞轨器3对钢轨2进行应力放散，当通过撞轨器3将钢轨2撞击至千分表30测量到与撞击方向相反的反弹位移，则认为钢轨2处于零应力状态。如果千分表30相对于初始安装位置未测量到反弹位移，则认为钢轨2未达到零应力状态。

移动装置20包括安装在钢轨2上的倒U字型的支座21，支座21沿钢轨2宽度方向的两侧设置有安装孔，挡板22固定在支座21的上部。步骤S11)进一步包括：

当调整好移动装置20与固定装置10之间的距离，通过螺栓二23穿过安装孔将移动装置20固定在钢轨2上。当松开螺栓二23，移动装置20能沿钢轨2的长度方向移动。

固定装置10包括由支腿12，以及连接于两个支腿12之间的横梁11组成的倒U字型固定工装。步骤S10)进一步包括：

将支腿12的底部固定在轨枕5的立螺栓6上，通过支杆13连接固定装置10与千分表30，支杆13的一端固定于横梁11上，另一端与千分表30固定，并确保支杆13与横梁11垂直连结。通过表夹15将支杆13的端部与千分表30的固定杆32固定连接。

步骤S11)进一步包括：

调整固定装置10与移动装置20之间的相对距离，以满足千分表30的测杆31产生适量的初始位移。

将撞轨器3安装于钢轨2的龙口位置(测量时钢轨2要进行截断，靠近截断处被称为龙口)，微位移测量装置1与撞轨器3在钢轨20上的安装位置间距保持在98～102m之间。当钢轨2的测量长度大于或等于500m时，通过每隔500m至少安装一套微位移测量装置1进行应力状态测量。当钢轨2的测量长度小于500m时，通过安装一套微位移测量装置1进行应力状态测量。移动装置20指向固定装置10的方向与撞轨器3撞击时钢轨2的位移方向一致。

在步骤S12)中，当千分表30测量到反弹位移时，撞轨器3停止撞击被测量段的钢轨2。

当采用撞轨器3撞击至钢轨2未发生明显位移时，在钢轨2上安装微位移测量装置1进行应力状态测量。在进行钢轨2应力状态测量时随时观察千分表30的测杆31位移，如果达到测杆31的最大行程则调整移动装置20的位置，以免损坏千分表30。

通过实施本发明具体实施例描述的无缝线路微位移测量方法的技术方案，能够产生如下技术效果：

(1)本发明具体实施例描述的无缝线路微位移测量方法利用撞击钢轨时产生的反弹位移进行钢轨应力状态测量，能够对钢轨反弹时的微小位移进行较为精确的量化测量，可以保证钢轨的零应力状态更加均匀；

(2)本发明具体实施例描述的无缝线路微位移测量方法流程简单、操作简便、实用、精度高，测量完全不受外界环境和主观判断的影响，能够充分实现钢轨应力放散的匀、准、够；

(3)本发明具体实施例描述的无缝线路微位移测量方法通过千分表进行钢轨微位移的测量，千分表设置在固定装置上，使得测量完全不受钢轨移动的影响。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (10)

1.一种无缝线路微位移测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10)在轨枕(5)上安装固定装置(10)，所述固定装置(10)上设置有千分表(30)；

S11)在钢轨(2)上安装移动装置(20)，所述移动装置(20)包括朝向钢轨(2)长度方向设置的挡板(22)；调整所述固定装置(10)与移动装置(20)之间的距离，并确保所述千分表(30)的测杆(31)与所述挡板(22)平面垂直接触；

S12)利用所述撞轨器(3)对钢轨(2)进行应力放散，当通过所述撞轨器(3)将钢轨(2)撞击至所述千分表(30)测量到与撞击方向相反的反弹位移，则认为所述钢轨(2)处于零应力状态；如果所述千分表(30)相对于初始安装位置未测量到反弹位移，则认为所述钢轨(2)未达到零应力状态。

2.根据权利要求1所述的无缝线路微位移测量方法，其特征在于，所述移动装置(20)包括安装在所述钢轨(2)上的倒U字型的支座(21)，所述支座(21)沿钢轨(2)宽度方向的两侧设置有安装孔，所述挡板(22)固定在所述支座(21)的上部；所述步骤S11)进一步包括：

当调整好所述移动装置(20)与固定装置(10)之间的距离，通过螺栓二(23)穿过安装孔将所述移动装置(20)固定在钢轨(2)上；当松开所述螺栓二(23)，所述移动装置(20)能沿所述钢轨(2)的长度方向移动。

3.根据权利要求1或2所述的无缝线路微位移测量方法，其特征在于，所述固定装置(10)包括由支腿(12)，以及连接于两个支腿(12)之间的横梁(11)组成的倒U字型固定工装；所述步骤S10)进一步包括：

将所述支腿(12)的底部固定在所述轨枕(5)的立螺栓(6)上，通过支杆(13)连接所述固定装置(10)与千分表(30)，所述支杆(13)的一端固定于所述横梁(11)上，另一端与所述千分表(30)固定，并确保所述支杆(13)与所述横梁(11)垂直连结。

4.根据权利要求3所述的无缝线路微位移测量方法，其特征在于：通过表夹(15)将所述支杆(13)的端部与所述千分表(30)的固定杆(32)固定连接。

5.根据权利要求4所述的无缝线路微位移测量方法，其特征在于，所述步骤S11)进一步包括：

调整所述固定装置(10)与移动装置(20)之间的相对距离，以满足所述千分表(30)的测杆(31)产生适量的初始位移。

6.根据权利要求4或5所述的无缝线路微位移测量方法，其特征在于：将所述撞轨器(3)安装于所述钢轨(2)的龙口位置，所述微位移测量装置(1)与撞轨器(3)在所述钢轨(20)上的安装位置间距保持在98～102m之间。

7.根据权利要求6所述的无缝线路微位移测量方法，其特征在于：当钢轨(2)的测量长度大于或等于500m时，通过每隔500m至少安装一套微位移测量装置(1)进行应力状态测量；当钢轨(2)的测量长度小于500m时，通过安装一套微位移测量装置(1)进行应力状态测量。

8.根据权利要求1、2、4、5或7任一项所述的无缝线路微位移测量方法，其特征在于：在所述步骤S12)中，当所述千分表(30)测量到反弹位移时，所述撞轨器(3)停止撞击被测量段的钢轨(2)。

9.根据权利要求1、2、4、5或7任一项所述的无缝线路微位移测量方法，其特征在于：所述移动装置(20)指向固定装置(10)的方向与所述撞轨器(3)撞击时钢轨(2)的位移方向一致。

10.根据权利要求9所述的无缝线路微位移测量方法，其特征在于：当采用所述撞轨器(3)撞击至所述钢轨(2)未发生明显位移时，在所述钢轨(2)上安装所述微位移测量装置(1)进行应力状态测量；在进行钢轨(2)应力状态测量时观察所述千分表(30)的测杆(31)位移，如果达到所述测杆(31)的最大行程则调整所述移动装置(20)的位置。