CN214040440U - 一种无砟轨道测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无砟轨道测量装置，包括植入部和监测器，植入部包括安装件和混凝土保护层。安装件上安装有至少一个薄膜传感器，且所有薄膜传感器位于同一平面内，安装件上的薄膜传感器包括压力传感器和/或温度传感器；混凝土保护层包裹于安装件和薄膜传感器上。监测器与薄膜传感器电连接，用于接收薄膜传感器传输的压力信号和/或温度信号，并将其处理后以压力参数和/或温度参数的方式输出。将植入部直接植入无砟轨道的被测部位，薄膜传感器检测到的数据传输至监测器上输出，就可以直接得到无砟轨道内部的应力和/或温度，从而解决了现有技术中无法直接测得无砟轨道内部的应力或温度的问题。

Description

一种无砟轨道测量装置

技术领域

本实用新型属于轨道交通监测应用领域，尤其涉及一种无砟轨道测量装置。

背景技术

轨道结构中轨道板及支承层的混凝土的应力、温度状态是反映其安全性的重要参数，因此对轨道结构的应力和温度的测量是混凝土结构模型试验研究和现场监测中的重要内容。目前，无砟轨道中轨道结构的试验一般仅局限于荷载、位移、应变等物理量的测量，而应力和温度测量主要是通过在结构表面黏贴电阻应变片、传感器等方法来获得表面的应力，无法获得轨道结构内部的应力和温度状态，且市场上温度、应力一体化传感采集系统较少。在线路的长期运营过程中，由于受到荷载、温度力等多种因素的影响，轨道结构构件内部的应力和温度分布可能会产生很大变化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无砟轨道测量装置，以解决现有技术中无法直接测得无砟轨道内部的应力或温度的问题。

本实用新型的技术方案为：

一种无砟轨道测量装置，包括植入部和监测器，所述植入部包括安装件和混凝土保护层；

所述安装件上安装有至少一个薄膜传感器，且所有所述薄膜传感器位于同一平面内，所述安装件上的所述薄膜传感器包括压力传感器和/或温度传感器；所述混凝土保护层包裹于所述安装件和所述薄膜传感器上；

所述监测器与所述薄膜传感器电连接，用于接收所述薄膜传感器传输的压力信号和/或温度信号，并将其处理后以压力参数和/或温度参数的方式输出。

优选地，所述安装件包括两个骨架和至少一个安装单元，所述安装单元与所述薄膜传感器一一对应；

所述安装单元包括两个钢片，所述薄膜传感器胶接于两个所述钢片之间，所有所述安装单元沿所述骨架的长度方向依次间隔连接于两个骨架之间，且所有所述安装单元位于同一平面内。

优选地，所述骨架为钢骨架，所述钢骨架与所述安装单元焊接连接。

优选地，所述薄膜传感器的表面包裹有环氧树脂，所述薄膜传感器与所述钢片之间通过环氧树脂胶接。

优选地，所述混凝土保护层为圆柱体，所述圆柱体的中心线与所述骨架的长度方向平行，所述植入部关于所述圆柱体的中心线对称。

优选地，所述薄膜传感器通过导线与所述检测器电连接，所述薄膜传感器的接线端与所述导线的接头焊接，且焊接连接处包裹有硅胶。

优选地，所述监测器还用于将压力参数和/或温度参数通过无线传输至远程接收端。

本实用新型由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

(1)本实用新型，可以将植入部直接植入无砟轨道的被测部位，而植入部包括至少一个薄膜传感器，这些薄膜传感器可以全部选择压力传感器或温度传感器，或者同时包括压力传感器和温度传感器，薄膜传感器检测到的数据传输至监测器上输出，就可以直接得到无砟轨道内部的应力和/或温度，从而解决了现有技术中无法直接测得无砟轨道内部的应力或温度的问题。

(2)本实用新型，为轨道结构非线性受力行为的研究提供依据，同时为铁路的养护维修提供一定的理论参考，保证高速铁路运营安全。

(3)本实用新型制作安装简单方便，可以在有限的天窗时间内快速地施工安装。

(4)本实用新型，数据采集方便，通过监测器将压力和/或温度通过无线传输至远程接收端，同时也可以在现场从监测器上读取数据。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。

图1为本实用新型的一种无砟轨道测量装置的结构示意图；

图2为本实用新型的一种安装件的结构示意图；

图3为本实用新型的一种砟轨道测量装置的安装位置示意图。

附图标记说明：

1：骨架；2：钢片；3：混凝土保护层；4：导线；5：监测器；6：轨道板；7：砂浆层；8：底座板。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

参看图1至图3，本实施例提供一种无砟轨道测量装置，包括植入部和监测器5，植入部包括安装件和混凝土保护层3。安装件上安装有至少一个薄膜传感器，且所有薄膜传感器位于同一平面内，安装件上的薄膜传感器包括压力传感器和/或温度传感器；混凝土保护层3包裹于安装件和薄膜传感器上。监测器5与薄膜传感器电连接，用于接收薄膜传感器传输的压力信号和/或温度信号，并将其处理后以压力参数和/或温度参数的方式输出。

本实施例，可以将植入部直接植入无砟轨道的被测部位，而植入部包括至少一个薄膜传感器，这些薄膜传感器可以全部选择压力传感器或温度传感器，或者同时包括压力传感器和温度传感器，薄膜传感器检测到的数据传输至监测器5上输出，就可以直接得到无砟轨道内部的应力和/或温度，从而解决了现有技术中无法直接测得无砟轨道内部的应力或温度的问题。同时，本实施例为轨道结构非线性受力行为的研究提供依据，为铁路的养护维修提供一定的理论参考，保证高速铁路运营安全。

现对本实施例的结构进行说明。

薄膜传感器安装在安装件上，安装件保证薄膜传感器在整个无砟轨道测量装置安装到无砟轨道内时的位置准确。安装件包括两个骨架1和至少一个安装单元，安装单元与薄膜传感器一一对应。安装单元包括两个钢片2，薄膜传感器胶接于两个钢片2之间。具体地，可以在薄膜传感器的表面都包裹上环氧树脂，然后两个钢片2贴在环氧树脂上，环氧树脂不仅起到连接薄膜传感器和钢片2的作用，还能起到薄膜传感器的保护和防水作用。薄膜传感器和检测器之间可以通过导线4进行电连接，薄膜传感器的接线端和导线4 的接头之间可以通过焊接连接，而在焊接连接处可以涂抹硅胶，防止进水从而影响检测。

安装单元是片状的，所有安装单元沿骨架1的长度方向依次间隔连接于两个骨架1之间，且所有安装单元位于同一平面内，即安装件整体是一个类似梯子的形状。而骨架1可以为钢骨架，钢骨架与安装单元(即钢片2)焊接连接。在本实施例中，钢骨架可以直接采用钢筋。

在本实施例中，相邻薄膜传感器之间的间隔距离不做限制，可以根据实际需求设置；在安装单元上安装的具体是压力传感器还是温度传感器也不做限制，可以根据该安装单元位置处需要检测的是压力还是温度来选择是安装压力传感器还是温度传感器。

在本实施例中，将制作好的安装件(包括安装于其上的薄膜传感器)放入到圆柱形模具中，摆正安装件的位置，浇筑混凝土用于制作混凝土保护层 3，待混凝土保护层3凝固后取出并养护。混凝土保护层3为圆柱体，圆柱体的中心线与骨架1的长度方向平行，植入部整体关于圆柱体的中心线对称。

进一步地，检测器还用于将压力参数和/或温度参数通过无线传输至远程接收端。因此，采用本实施例，既可以在现场从监测器5上读取数据，可以在远程接收端上读取压力参数和/或温度参数。

本实施例提供的无砟轨道测量装置的使用方法为：

S1：在无砟轨道的被测位置打孔，钻孔后对孔内的浮尘进行清除，然后将植入部埋入孔内，将导线4引出连接至检测器，再往孔内注入植筋胶，保证植入部与孔能够紧密连接，从而固定植入部，防止植入部移出；

S2：将导线4延伸至路基，并将监测器5安装在无砟轨道的外壁面上。

其中，在本实施例中，钢片2可以是边长为20厘米的正方形钢片，被测位置处的孔具体可以是直径为30厘米的孔。当然，在其他实施例中，钢片2 的形状和尺寸、被测位置处孔的大小等都可以根据实际情况选择，此处不做限制。检测器的安装位置也不做限制，不一定要安装在无砟轨道的外壁面上，可以根据实际情况安装至便于查看的位置。

所以，本实施例提供的无砟轨道测量装置安装简单，可以在有限的天窗时间内快速地施工安装。

进一步地，在步骤S1前还可以包括步骤S0：将无砟轨道测量装置在实验室内进行标定，确定薄膜传感器的电阻与压力或温度的关系。具体地，步骤S0可以包括：

S01：首先制作与被测位置处环境相同的立方体试件，在试件的制作时预留用于放置植入部的预留孔；

S02：将植入部放置于预留孔内，再将立方体试件放在万能试验机上进行标定，测得薄膜传感器的电阻与压力或温度的关系。

薄膜传感器是根据内部的电阻变化来测得对应的压力或温度的关系的，虽然大部分的薄膜传感器在使用时电阻和压力(或温度)之间的关系和标准数据相同，但偶尔还是可能会有部分薄膜传感器电阻和压力(或温度)之间的关系与标准之间不同。若碰到这种薄膜传感器，则本实施例提供的无砟轨道测量装置就会出现误差，而步骤S0是在实验室内进行标定，确定了薄膜传感器的电阻与压力或温度的关系，从而确保测量数据的准确性。

当无砟轨道结构受温度等因素影响下内部应力和温度发生变化时，薄膜传感器接收到的信号更明显，采集到的数据通过导线4传输至监测器5，监测器5将采集的数据远程传输至远程接收端，完成对轨道板6内部应力的测量。

无砟轨道由外到内依次包括轨道板6、砂浆层7和底座板8，在本实施例中，如图3所示，在轨道板6内打孔，整个植入部设于轨道板6内，植入部的两端正好处于轨道板6两个表面。在其他实施例中，根据实际情况，植入部可以至伸入部分轨道板6，或穿过轨道板6伸入砂浆层7，甚至可以伸入底座板8，此次不做限制。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本实用新型的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种无砟轨道测量装置，其特征在于，包括植入部和监测器，所述植入部包括安装件和混凝土保护层；

所述安装件上安装有至少一个薄膜传感器，且所有所述薄膜传感器位于同一平面内，所述安装件上的所述薄膜传感器包括压力传感器和/或温度传感器；所述混凝土保护层包裹于所述安装件和所述薄膜传感器上；

所述监测器与所述薄膜传感器电连接，用于接收所述薄膜传感器传输的压力信号和/或温度信号，并将其处理后以压力参数和/或温度参数的方式输出。

2.根据权利要求1所述的无砟轨道测量装置，其特征在于，所述安装件包括两个骨架和至少一个安装单元，所述安装单元与所述薄膜传感器一一对应；

所述安装单元包括两个钢片，所述薄膜传感器胶接于两个所述钢片之间，所有所述安装单元沿所述骨架的长度方向依次间隔连接于两个骨架之间，且所有所述安装单元位于同一平面内。

3.根据权利要求2所述的无砟轨道测量装置，其特征在于，所述骨架为钢骨架，所述钢骨架与所述安装单元焊接连接。

4.根据权利要求2所述的无砟轨道测量装置，其特征在于，所述薄膜传感器的表面包裹有环氧树脂，所述薄膜传感器与所述钢片之间通过环氧树脂胶接。

5.根据权利要求2所述的无砟轨道测量装置，其特征在于，所述混凝土保护层为圆柱体，所述圆柱体的中心线与所述骨架的长度方向平行，所述植入部关于所述圆柱体的中心线对称。

6.根据权利要求1所述的无砟轨道测量装置，其特征在于，所述薄膜传感器通过导线与所述监测器电连接，所述薄膜传感器的接线端与所述导线的接头焊接，且焊接连接处包裹有硅胶。

7.根据权利要求1所述的无砟轨道测量装置，其特征在于，所述监测器还用于将压力参数和/或温度参数通过无线传输至远程接收端。

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