CN217532869U - 钢轨位移量检测装置及具有该检测装置的轨道 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种钢轨位移量检测装置及具有该检测装置的轨道，属于轨道交通技术领域。该轨道包括地基、钢轨、扣件，地基上沿钢轨铺设方向间隔设置轨枕，钢轨通过扣件固定在轨枕上，相连两轨枕之间安装钢轨位移量检测装置。该钢轨位移量检测装置包括：基座；立架，竖向设置于所述基座上，在其靠中部和上端向同一侧分别延伸出横向安装板和顶板；横向安装板上安装垂向位移传感器，用于检测钢轨的轨底底面的垂向形变量；顶板安装横向位移传感器，用于检测钢轨的轨腰外侧面的横向形变量。本实用新型中测量钢轨两个方向变形量的位移传感器不直接接触钢轨，可避免钢轨振动产生松动。

Description

钢轨位移量检测装置及具有该检测装置的轨道

技术领域

本实用新型属于轨道交通技术领域，涉及脱轨辅助检测技术中钢轨偏移量检测，具体涉及钢轨位移量检测装置及具有该检测装置的轨道。

背景技术

地铁运行环境比较封闭并且人员密集是其显著特点。封闭的运营环境存在着较大的安全隐患，一旦发生突发事件，往往会造成巨大的人员伤亡与财产损失。地铁事故的主要原因有地铁机车设备系统故障、信号异常、轮轨故障、供电故障以及人为因素等。其中，脱轨事故是地铁运行中比较常见并且危险程度较高的事故类型之一。

根据现有脱轨理论的研究，脱轨预判主要依据两个参数：脱轨系数和轮重减载率，根据GB5599-85规定:脱轨系数指标为Q/P≤1（第二限度）、≤1.2（第一限度），轮重减载率ΔP/P₀≤0.6（第二限度）、≤0.65（第一限度）,轮重减载率是评价列车运营安全的重要指标，我国采用脱轨系数和轮重减载率两个指标判断脱轨风险。实际运用中车辆运行稳定性指标要求为：脱轨系数Q/P<0.8，轮重减载率ΔP/P₀≤0.6。

现有的脱轨检测方式包括通过位移传感器对钢轨的形变量进行检测，从而间接判断出脱轨风险，但检测过程往往需要设置多组位移传感器进行协同检测，依次提高对钢轨竖直方向和水平方向形变量检测的精确性。例如，中国专利公开号为CN212988254U的实用新型专利，公开了一种检测轨道移动距离的电涡流位移传感器的固定装置。该装置中通过安装基座与列车轨道连接，并采用调节滑块调整“C”形底座卡口尺寸，以满足不同规格的轨道安装；信号反射板连接安装基座，感应轨道位移变化；通过3个电涡流位移传感器检测信号反射板多个方位的位移变化从而间接检测轨道的偏移距离。

上述方案采用安装基座直接连接铁轨，一方面导致位移传感器的安装过程较为繁琐，安装效率相对较低；另一方面铁轨的振动可能会导致调节滑块的连接螺栓松动，导致检测不准。

实用新型内容

针对以上现有技术中存在的至少一些问题，本实用新型提供了一种钢轨位移量检测装置，可检测钢轨横向和竖向位移，采用整体式结构，安装效率较高。

另外，本实用新型提供一种具有钢轨位移量检测装置的轨道，可以相对高效的安装钢轨位移量检测装置，实现钢轨横向和竖向位移检测。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种钢轨位移量检测装置，包括：

基座，用于将该钢轨位移量检测装置支撑固定于轨道的地基上；

立架，竖向设置于所述基座上，在其靠中部和上端向同一侧分别延伸出横向安装板和顶板；所述横向安装板上安装垂向位移传感器，所述顶板安装横向位移传感器；

所述横向安装板和顶板之间形成可供钢轨的轨底插入的容纳空间；

所述横向位移传感器用于检测钢轨的轨腰外侧面的横向形变量；所述垂向位移传感器用于检测钢轨的轨底底面的垂向形变量。

本方案钢轨位移量检测装置通过横向安装板和顶板分别安装垂向位移传感器和横向位移传感器，从而实现对测量钢轨两个方向变形量的位移传感器同步安装，简化了安装过程，有效的提高了整体的安装效率；该装置不直接接触钢轨，不存在由于钢轨振动导致连接松动的问题；并且该装置根据钢轨的形状，合理设置横向和垂向变形量检测点，以及两检测点的支撑结构，很好适应钢轨的外形，安装到轨道上紧凑，不突兀。

作为横向位移传感器和的垂向位移传感器一种安装方式，本方案进一步在所述顶板上开设呈腰型的竖向安装孔，所述横向位移传感器大致呈水平状态安装在所述竖向安装孔中。所述横向安装板上开设呈腰型的横向安装孔，所述垂向位移传感器大致呈垂直状态安装在所述横向安装孔中。通过腰型孔进行安装传感器，可方便传感器固定，同时，可根据不同规格钢轨适当调整传感器安装位置。

进一步地，所述顶板从立架上端大致沿水平方向向外延伸，其外延端通过倾斜设置的连接板连接大致竖向设置的竖向安装板，所述竖向安装孔开设在竖向安装板上。为了适应钢轨的外形，顶板伸向钢轨的轨底和轨腰交界处，并通过倾斜的连接板避让轨底和轨腰交界处，再通过竖向安装板将传感器固定到可检测钢轨的轨腰外侧面，很好的适应了钢轨的外形。

进一步地，所述横向安装板从所述立架大致沿水平方向向外延伸，形成楔形段和平板段；所述楔形段从所述立架向外延伸方向厚度逐渐减小，呈楔形结构；所述平板段厚度一致，所述横向安装孔开设在其上。一方面横向安装板可延伸伸入钢轨的轨底底面下方，另一方面楔形段可提高安装传感器的承载能力，保证安装稳定性。

进一步地，所述横向位移传感器和垂向位移传感器均采用电涡流位移传感器。考虑钢轨的材质，可通过电涡流位移传感器与钢轨表面距离变化产生不同的表面电流，实现变形量的检测。

进一步地，所述基座呈板状结构，其下表面大致呈水平面，作为安装面；所述基座的厚度由外端向立架一侧端逐渐增大。既满足平面安装需求，又保证支撑强度。

进一步地，所述基座、立架、顶板和横向安装板为一体式结构，例如，可采用一体铸造成型，保证整体强度。

另外，本实用新型还提供一种轨道，包括地基、钢轨、扣件，地基上沿钢轨铺设方向间隔设置轨枕，钢轨通过扣件固定在轨枕上；相连两轨枕之间、钢轨外侧的地基上安装上述的钢轨位移量检测装置；所述横向位移传感器的检测端正对钢轨的轨腰外侧面，所述垂向位移传感器的检测端正对钢轨的轨底底面；所述钢轨的轨底靠外端置于所述横向安装板和顶板之间的容纳空间中。

本方案可检测相邻两轨枕之间钢轨的水平和竖直方向变形量，从而监测脱轨风险；钢轨位移量检测装置整体安装过程简单，有效的提高了整体的安装效率，安装到轨道上紧凑，不突兀。

进一步地，所述基座与地基之间通过胶粘或螺栓连接固定。采用胶粘连接可避免通过地脚螺栓连接的形式，需要打孔，进而可能破坏道床结构的情况发生；而通过螺栓连接，连接强度更高。

显而易见，在以上单个实施方式中描述的元件或特征可以在其它实施方式中单独或组合使用。

附图说明

在附图中，尺寸和比例不代表实际产品的尺寸和比例。附图仅仅是说明性的，并且为了清楚起见，省略了某些非必要的元件或特征。

图1为本实用新型的安装了钢轨位移量检测装置的轨道的结构示意图；

图2为图1的结构主视图；

图3为图2中A部的结构放大示意图；

图4为本实用新型的钢轨位移量检测装置的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、基座；2、立架；3、顶板；301、竖向安装板；302、竖向安装孔；303、连接板；4、横向安装板；401、横向安装孔；402、平板段；403、楔形段；5、地基；6、钢轨。

具体实施方式

接下来将参照附图详细描述本实用新型。这里所描述的仅仅是根据本实用新型的优选实施方式，本领域技术人员可以在优选实施方式的基础上想到能够实现本实用新型的其他方式，其他方式同样落入本实用新型的范围。

如图1至图3所示，本实施例提供一种轨道，其包括地基5、钢轨6、扣件和钢轨位移量检测装置。其中，钢轨6采用两条成对铺设于地基5上，并且地基5上沿钢轨6铺设方向间隔设置轨枕，成对的钢轨6通过扣件固定安装在轨枕上。对于地铁而言，地基5通常为水泥基，钢轨6为工字型钢，轨枕也为水泥制成。它们和扣件都是现有结构，在此不再详细阐述。

钢轨位移量检测装置安装在相连两轨枕之间、钢轨6靠外侧的地基5上，用于对钢轨6的水平方向变形量和竖直方向变形量进行检测，以实时监测地铁脱轨的风险。

结合图3和图4所示，本实施例中钢轨位移量检测装置包括基座1、立架2、顶板3和横向安装板4。其中，基座1，用于将该钢轨位移量检测装置支撑固定于轨道的地基5上；基座1呈板状结构，其下表面大致呈水平面，作为安装面，可将装置安装到地基5上；基座1的厚度由外端向立架2一侧端逐渐增大。既满足平面安装需求，又保证支撑强度。基座1与地基5之间通过胶粘或螺栓连接固定。采用胶粘连接可避免通过地脚螺栓连接的形式，需要打孔，进而可能破坏道床结构的情况发生；而通过螺栓连接，连接强度更高。本实施例选择采用胶粘连接固定。

本实施例中，立架2呈竖向设置于基座1上，在其靠中部和上端向同一侧分别延伸出横向安装板4和顶板3；横向安装板4上安装垂向位移传感器，顶板3安装横向位移传感器。横向安装板4和顶板3之间形成可供钢轨6的轨底插入的容纳空间。在安装到轨道上时，钢轨6的轨底靠外端置于横向安装板4和顶板3之间的容纳空间中。

横向位移传感器用于检测钢轨6的轨腰外侧面的横向形变量；垂向位移传感器用于检测钢轨6的轨底底面的垂向形变量。横向位移传感器和垂向位移传感器均采用电涡流位移传感器。考虑钢轨6的材质，可通过电涡流位移传感器与钢轨6表面距离变化产生不同的表面电流，实现变形量的检测。横向位移传感器的检测端正对钢轨6的轨腰外侧面，垂向位移传感器的检测端正对钢轨6的轨底底面。本方案可检测相邻两轨枕之间钢轨6的水平和竖直方向变形量，从而监测脱轨风险；钢轨位移量检测装置整体安装过程简单，有效的提高了整体的安装效率，安装到轨道上紧凑，不突兀。

本实施例既考虑传感器能够检测钢轨6特定位置的变形量，又考虑钢轨位移量检测装置能够适应钢轨6的工字型外形。为此，在顶板3上开设呈腰型的竖向安装孔302，横向位移传感器大致呈水平状态安装在竖向安装孔302中。横向安装板4上开设呈腰型的横向安装孔401，垂向位移传感器大致呈垂直状态安装在横向安装孔401中。通过腰型孔进行安装传感器，可方便传感器固定，同时，可根据不同规格钢轨6适当调整传感器安装位置。

同时，顶板3从立架2上端大致沿水平方向向外延伸，其外延端通过倾斜设置的连接板303连接大致竖向设置的竖向安装板301，竖向安装孔302开设在竖向安装板301上。为了适应钢轨6的外形，顶板3伸向钢轨6的轨底和轨腰交界处，并通过倾斜的连接板303避让轨底和轨腰交界处，再通过竖向安装板301将传感器固定到可检测钢轨6的轨腰外侧面，很好的适应了钢轨6的外形，布置较为紧凑。

横向安装板4从立架2大致沿水平方向向外延伸，形成楔形段403和平板段402；楔形段403从立架2向外延伸方向厚度逐渐减小，呈楔形结构；平板段402厚度一致，横向安装孔401开设在其上。一方面横向安装板4可延伸伸入钢轨6的轨底底面下，另一方面楔形段403可提高安装传感器的承载能力，保证安装稳定性。

考虑装置整体强度，基座1、立架2、顶板3和横向安装板4为一体式结构，例如，可采用一体铸造成型，保证整体强度。或者，基座1、立架2、顶板3为一体铸造成型或条形板折弯而成，横向安装板4焊接到立架2上。或者采用分体式结构亦可。同时，基座1、顶板3、横向安装板4优选位于立架2的同一侧，这样，基座1具有更好的支撑稳定性。

本实施例钢轨位移量检测装置通过横向安装板4和顶板3分别安装垂向位移传感器和横向位移传感器，从而实现对测量钢轨6两个方向变形量的位移传感器同步安装，简化了安装过程，有效的提高了整体的安装效率；该装置不直接接触钢轨6，不存在由于钢轨6振动导致连接松动的问题；并且该装置根据钢轨6的形状，合理设置横向和垂向变形量检测点，以及两检测点的支撑结构，很好适应钢轨6的外形，安装到轨道上紧凑，不突兀。

本实用新型的保护范围仅由权利要求限定。得益于本实用新型的教导，本领域技术人员容易认识到可将本实用新型所公开结构的替代结构作为可行的替代实施方式，并且可将本实用新型所公开的实施方式进行组合以产生新的实施方式，它们同样落入所附权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种钢轨位移量检测装置，其特征在于，包括：

基座（1），用于将该钢轨位移量检测装置支撑固定于轨道的地基（5）上；立架（2），竖向设置于所述基座（1）上，在其靠中部和上端向同一侧分别延伸出横向安装板（4）和顶板（3）；所述横向安装板（4）上安装垂向位移传感器，所述顶板（3）安装横向位移传感器；所述横向安装板（4）和顶板（3）之间形成可供钢轨（6）的轨底插入的容纳空间；所述横向位移传感器用于检测钢轨（6）的轨腰外侧面的横向形变量；所述垂向位移传感器用于检测钢轨（6）的轨底底面的垂向形变量。

2.根据权利要求1所述的钢轨位移量检测装置，其特征在于，所述顶板（3）上开设呈腰型的竖向安装孔（302），所述横向位移传感器大致呈水平状态安装在所述竖向安装孔（302）中。

3.根据权利要求2所述的钢轨位移量检测装置，其特征在于，所述顶板（3）从立架（2）上端大致沿水平方向向外延伸，其外延端通过倾斜设置的连接板（303）连接大致竖向设置的竖向安装板（301），所述竖向安装孔（302）开设在竖向安装板（301）上。

4.根据权利要求1所述的钢轨位移量检测装置，其特征在于，所述横向安装板（4）上开设呈腰型的横向安装孔（401），所述垂向位移传感器大致呈垂直状态安装在所述横向安装孔（401）中。

5.根据权利要求4所述的钢轨位移量检测装置，其特征在于，所述横向安装板（4）从所述立架（2）大致沿水平方向向外延伸，形成楔形段（403）和平板段（402）；所述楔形段（403）从所述立架（2）向外延伸方向厚度逐渐减小，呈楔形结构；所述平板段（402）厚度一致，所述横向安装孔（401）开设在其上。

6.根据权利要求1-5中任一所述的钢轨位移量检测装置，其特征在于，所述横向位移传感器和垂向位移传感器均采用电涡流位移传感器。

7.根据权利要求1-5中任一所述的钢轨位移量检测装置，其特征在于，所述基座（1）呈板状结构，其下表面大致呈水平面，作为安装面；所述基座（1）的厚度由外端向立架（2）一侧端逐渐增大。

8.根据权利要求1-5中任一所述的钢轨位移量检测装置，其特征在于，所述基座（1）、立架（2）、顶板（3）和横向安装板（4）为一体式结构。

9.一种轨道，包括地基（5）、钢轨（6）、扣件，地基（5）上沿钢轨（6）铺设方向间隔设置轨枕，钢轨（6）通过扣件固定在轨枕上，其特征在于，相连两轨枕之间、钢轨（6）外侧的地基（5）上安装有权利要求1-8中任一所述的钢轨位移量检测装置；所述横向位移传感器的检测端正对钢轨（6）的轨腰外侧面，所述垂向位移传感器的检测端正对钢轨（6）的轨底底面；所述钢轨（6）的轨底靠外端置于所述横向安装板（4）和顶板（3）之间的容纳空间中。

10.根据权利要求9所述的轨道，其特征在于，所述基座（1）与地基（5）之间通过胶粘或螺栓连接固定。

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