CN220893262U - 一种铁路轨道试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铁路轨道试验装置，属于安全工程实验技术领域，铁路轨道试验装置包括：试验平台支架包括底部框架，在底部框架上设置有相互平行的两个竖直框架；在两个竖直框架的顶部之间设置有顶部横梁；位移滑台设置在顶部横梁上表面；位移活动滑块及识别标靶安装在圆柱轴上；位移固定滑块及识别标靶固定于底板的另一端；上结构部件设置在顶部横梁的下方，下结构部件设置在上结构部件的下方，限位垫板设置在下结构部件和上结构部件之间的两个竖直框架上；位移传感器及支架设置在下结构部件的上表面；顶升装置设置在底部框架和下结构部件之间。本实用新型可以对监测设备的可靠性进行校验。

Description

一种铁路轨道试验装置

技术领域

本实用新型涉及安全工程实验技术领域，尤其是涉及一种铁路轨道试验装置。

背景技术

我国高速铁路开通运营超过十年，高速铁路轨道技术得到了广泛的创新与应用，与此同时轨道结构稳定性与安全性同样饱受关注。铁路建设逐渐由快速建设阶段转型至长期运维、监测阶段，基础设施逐步进入维修周期。铁路重载、高速行车激震下轮轨相互作用剧烈，会导致轨道精密结构的形位错动，因此聚焦铁路运营安全保障，维护铁路基础设施质量和运营期间的安全服役是重中之重，亟需完善优化铁路轨道检测系统。

铁路轨道监测检测系统是一项非常庞大的系统性工程，其特点在于技术创新占比高，是一种需要多学科、多专业、高尖端技术密切配合协同工作的在线应用装置。监测检测系统采用各种高精度传感器和测试平台，并且在上线之前需要对各项软、硬件设备进行多项调试、校验，以满足铁路轨道检测系统的高可靠性、高准确性要求。

为实现铁路轨道监测检测系统上线具体良好的效果，应搭建具备各种综合功能的装置，以用于对铁路轨道监测检测系统中的监测设备的可靠性进行校验。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种铁路轨道试验装置，以用于对铁路轨道的健康程度进行检测。铁路轨道试验装置包括：试验平台支架(1)、位移滑台(2)、位移传感器及支架(3)、顶升装置(4)、位移活动滑块及识别标靶(5)、限位垫板(6)、位移固定滑块及识别标靶(7)、下结构部件(8)和上结构部件(9)；其中：

试验平台支架(1)包括底部框架，在底部框架上设置有相互平行且垂直于底部框架的两个竖直框架；在两个竖直框架的顶部之间设置有顶部横梁；

位移滑台(2)设置在顶部横梁的上表面，位移滑台(2)包括长方形的底板、设置在底板一端的挡板、设置在底板上方，与底板平行且与挡板垂直的圆柱轴；

位移活动滑块及识别标靶(5)安装在圆柱轴上；

位移固定滑块及识别标靶(7)固定于底板的另一端；

上结构部件(9)设置在顶部横梁的下方；

下结构部件(8)设置在上结构部件(9)的下方；

限位垫板(6)设置在下结构部件(8)和上结构部件(9)之间的两个竖直框架上；

位移传感器及支架(3)设置在下结构部件(8)的上表面；

顶升装置(4)设置在底部框架和下结构部件(8)之间。

更进一步，位移活动滑块及识别标靶(5)包括滑块与滑台，滑台设置在底板的上方，滑块安装在滑台上表面。

更进一步，位移滑台(2)还包括游标卡尺，游标卡尺设置在试验平台支架(1)的顶部横梁上表面，游标卡尺与底板相互平行。

更进一步，位移传感器及支架(3)包括：底座，T型支架、L型支架和L型连接杆；

底座设置在下结构部件(8)的上表面，T型支架与底座相互连接，T型支架、L型支架通过L型连接杆相互连接。

更进一步，位移传感器及支架(3)用于安装监测设备，监测设备包括接触式设备和非接触式设备。

更进一步，顶升装置(4)包括千斤顶。

更进一步，限位垫板(6)为L型垫板，L型垫板一侧安装在竖直框架上，另一侧与上结构部件(9)的下表面接触。

更进一步，下结构部件(8)和上结构部件(9)的材料为混凝土材料或钢轨材料。

更进一步，试验平台支架(1)为钢制。

更进一步，限位垫板(6)为橡胶垫板。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型公开的铁路轨道试验装置包括：试验平台支架、位移滑台、位移传感器及支架、顶升装置、位移活动滑块及识别标靶、限位垫板、位移固定滑块及识别标靶、下结构部件和上结构部件。顶升装置可以对下结构部件和上结构部件施加振动激励，模拟各项外部多相荷载，而下结构部件和上结构部件可以模拟铁路轨道在顶升装置作用的结构应力和位移情况，位移传感器及支架可以放置监测设备监测下结构部件和上结构部件的结构应力和位移情况，基于位移活动滑块及识别标靶和位移固定滑块及识别标靶，可以校验监测设备的可靠性，以保证能够保证铁路轨道监测检测系统对铁路轨道的健康程度进行准确的检测。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对本实用新型或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。

图1为本实用新型公开的一种铁路轨道试验装置的轴视图；

图2为本实用新型公开的底部框架的仰视图；

图3为本实用新型公开的位移滑台的轴视图；

图4为本实用新型公开的一种铁路轨道试验装置的侧视图；

图5为本实用新型公开的一种铁路轨道试验装置的正视图；

图6为本实用新型公开的监测设备支架的轴视图。

附图标记：1、试验平台支架；2、位移滑台；3、位移传感器及支架；4、顶升装置；5、位移活动滑块及识别标靶；6、限位垫板；7、位移固定滑块及识别标靶；8、下结构部件；9、上结构部件。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征及装置可以相互组合。

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1，图1为本实用新型公开的一种铁路轨道试验装置的轴视图，铁路轨道试验装置包括：试验平台支架1、位移滑台2、位移传感器及支架3、顶升装置4、位移活动滑块及识别标靶5、限位垫板6、位移固定滑块及识别标靶7、下结构部件8和上结构部件9。

试验平台支架1包括：底部框架、两个竖直框架和顶部横梁；位移滑台2设置在试验平台支架1中的顶部横梁上表面；上结构部件9设置在顶部横梁的下方，下结构部件8设置在上结构部件9中的下方，限位垫板6设置在下结构部件8和上结构部件9之间的两个竖直框架上；监测设备支架3设置在下结构部件8的上表面；顶升装置4设置在在底部框架和下结构部件8之间。

具体的，请参阅图2，图2为本实用新型公开的底部框架的仰视图，底部框架有4个支脚，由此可以稳定的放置在平面上。

两个竖直框架设置在底部框架上，以及相互平行且垂直于底部框架，顶部横梁设置在两个竖直框架的顶部之间，试验平台支架1为钢制，钢制材料的硬度较高，可以支撑铁路轨道试验装置的其他部件。

位移滑台2设置在试验平台支架中的顶部横梁上表面，位移滑台2包括：底板、挡板和圆柱轴。

请参阅图3，图3为本实用新型公开的位移滑台的轴视图，位移滑台2包括长方形的底板，设置在底板一端的挡板；设置在底板上方，与底板平行且与挡板垂直的圆柱轴。位移活动滑块及识别标靶5安装在圆柱轴上；位移固定滑块及识别标靶7固定于底板的另一端。用户可以控制位移活动滑块及识别标靶5，令位移活动滑块及识别标靶5沿着圆柱轴左右移动。

通过手动控制位移活动滑块及识别标靶5，可以模拟下结构部件8和上结构部件9的伸缩位移，利用伸缩位移与监测设备得到的位移数据进行对比，可以检测监测设备的可靠性。

一种实现方式中，位移活动滑块及识别标靶5包括：滑块与滑台。请参阅图3，滑台设置在底板的上方，滑块安装在滑台上表面，滑块的一端与位移固定滑块及识别标靶7的固定滑块的一端用钢绞绳/拉杆相连，用于表示位移活动滑块及识别标靶5活动端的位移值。

另一种实现方式中，位移活动滑块及识别标靶5还包括游标卡尺，游标卡尺设置在顶部横梁上表面，游标卡尺与底板相互平行，一端固定在位移固定滑块及识别标靶7上，另一端固定在滑台上，游标卡尺用于测量滑块与位移固定滑块及识别标靶7之间的距离，进而得到位移活动滑块及识别标靶5的位移值。

请参阅图4，图4为本实用新型公开的一种铁路轨道试验装置的正视图，上结构部件9设置在顶部横梁的下方，下结构部件8设置在上结构部件9中的下方，限位垫板6设置在下结构部件8和上结构部件9之间的两个竖直框架上。限位垫板6为L型垫板，L型垫板一侧安装在竖直框架上，另一侧与上结构部件9的下表面接触。下结构部件8和上结构部件9可以模拟铁路轨道的结构应力和相对位移。

作为一个示例，下结构部件8和上结构部件9的材料为混凝土材料或钢轨材料，若下结构部件8和上结构部件9的材料为混凝土材料，则下结构部件8和上结构部件9可以模拟轨道板和底座板等结构应力和相对位移，若下结构部件8和上结构部件9的材料为钢材材料，则下结构部件8和上结构部件9可以模拟钢轨等结构应力和相对位移。

因为垫板的存在，下结构部件8与上结构部件9之间留有一定的空隙，进而监测设备不仅可以监测到上结构部件9的结构应力和形变情况，而且可以通过空隙接触到下结构部件8以监测上结构部件9的结构应力和形变情况。

顶升装置4设置在底部框架和下结构部件8之间，顶升装置4用于模拟振动激励，模拟各项外部多相荷载，顶升装置4作用于下结构部件8后，下结构部件8的结构应力以及下结构部件8与上结构部件9之间的相对位移会发生变化，通过监测设备监测下结构部件8和上结构部件之间的结构应力和相对位移。

作为一个示例，请参阅图4，图4为本实用新型公开的一种铁路轨道试验装置的侧视图，铁路轨道试验装置还包括千斤顶，顶升装置4安装在千斤顶上方，以使得顶升装置4与下结构部件8相接触，顶升装置4对下结构部件8模拟振动激励和各项外部多相荷载，然后监测设备监测下结构部件8和上结构部件之间的结构应力和相对位移。

请参阅图5，图5为本实用新型公开的一种铁路轨道试验装置的正视图，上结构部件9设置在试验平台支架1中的顶部横梁的下方，下结构部件8设置在上结构部件9中的下方，限位垫板6设置在下结构部件8和上结构部件9之间的两个竖直框架上，限位垫板6与上结构部件9的下表面和试验平台支架1的竖直框架相接触。垫板用于隔离上结构部件9与下结构部件8，以防止上结构部件9与下结构部件8直接接触，即下结构部件8与上结构部件9之间留有一定的空隙，进而监测设备不仅可以监测到下结构部件8的结构应力和形变情况，而且可以通过空隙接触到上结构部件9以监测上结构部件9的结构应力和形变情况。

一种实现方式中，垫板可以为橡胶垫板，利用橡胶垫板具有较好的弹性，可以起到减震的作用。

位移传感器及支架3设置在下结构部件8的上表面，位移传感器及支架3可以放置监测设备对上结构部件9和下结构部件8的结构应力和相对位移进行监测。

请参阅图6，位移传感器及支架3包括：底座，T型支架、L型支架和L型连接杆；底座设置在下结构部件8的上表面，T型支架与底座相互连接，T型支架、L型支架通过L型连接杆相互连接，L型支架用于放置监测设备。

一种实现方式中，监测设备可以包括接触式监测设备和非接触式监测设备，触式设备用于监测下结构部件8和上结构部件9的结构应力，所述非接触式设备用于监测下结构部件8和上结构部件9的相对位移。

例如，接触式测量设备包括拉杆式位移计、拉弦式位移计、悬臂式位移计、应力计、应变片、温度计等传感器，非接触式测量设备包括高清摄像机、激光测距仪等。

一种实现方式中，上述应力计、应变片、温度计等接触式传感器可用于测试结构应力应变、温度，包括钢材及混凝土应力状态、温度变化等。

另一种实现方式中，高清摄像机、激光测距仪等非接触式传感器具有背光补偿、强光抑制、3D数字降噪等技术，用于捕捉带有标识的图像，监测结构相对位移。

为对铁路轨道的健康程度进行检测，需要对位移、结构板间应力和结构板间相对位移进行测量。铁路轨道试验装置可以对用于测量位移、结构板间应力和结构板间相对位移的传感器的准确性进行验证，下面依次对铁路轨道试验装置的验证方式进行说明。

实施例一、铁路轨道试验装置对用于测量位移的传感器的准确性进行验证，具体可以通过以下步骤101-步骤104实现：

步骤101、通过游标卡尺读取位移活动滑块及识别标靶5与位移固定滑块及识别标靶7之间的距离，并将该距离作为标准值；

步骤102、解调位移传感器的信号得出位移值，与标准值进行对比，测试位移传感器的准确性；

具体的，位移固定滑块及识别标靶7固定了位移传感器的固定端，移动位移活动滑块及识别标靶5固定了位移传感器的活动端。若位移传感器为拉绳式位移计，则移动位移活动滑块及识别标靶5与位移固定滑块及识别标靶7之间用钢绞绳相连，若位移传感器为拉杆式位移计，则移动位移活动滑块及识别标靶5与位移固定滑块及识别标靶7之间用拉杆相连。

解调得到的位移值与标准值进行对比，若位移值与标准值之间的误差在许可范围之内，则说明位移传感器的准确性较高，若位移值与标准值之间的误差在许可范围之外，则说明位移传感器的准确性较差。

步骤S103、前端摄像头进行拍摄，对得到的图片信息进行分析，识别位移标识得出位移值，与标准值对比，测试高清摄像机及图像识别算法的准确性。

具体的，高清摄像机对移动位移活动滑块及识别标靶5与位移固定滑块及识别标靶7之间的距离进行拍摄，并利用图像识别算法对得到的图片信息进行处理，得到位移值。位移值与标准值进行对比，若位移值与标准值之间的误差在许可范围之内，则说明高清摄像机及图像识别算法的准确性较高，若位移值与标准值之间的误差在许可范围之外，则说明高清摄像机及图像识别算法的准确性较差。

步骤S104、利用顶升装置4对下结构部件8施加振动激励，模拟恶劣作业环境，重新进行上述步骤S101-步骤S103，验证在恶劣作业环境下的位移传感器、高清摄像机及图像识别算法的准确性。

实施例二、铁路轨道试验装置对用于测量结构板间应力的传感器的准确性进行验证，具体可以通过以下步骤201-步骤202实现。

步骤201、调节顶升装置的千斤顶，为下结构部件8施加垂向荷载，荷载大小通过传感器读取，换算为应力作为标准值。

步骤S201、取并解调应力应变传感器的示数，与标准值进行对比，测试传感器的准确性。

实施例二、铁路轨道试验装置对用于测量结构板间相对位移的传感器的准确性进行验证，具体可以通过以下步骤301-步骤302实现。

步骤301、转动滑台，调节上结构部件结构9和下结构部件8的位置，模拟上下结构之间发生的相对位移，以高度尺读数作为标准值。

步骤302、读取并解调位移传感器的示数，与标准值进行对比，测试位移传感器测试垂向位移的准确性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种铁路轨道试验装置，其特征在于，包括试验平台支架(1)、位移滑台(2)、位移传感器及支架(3)、顶升装置(4)、位移活动滑块及识别标靶(5)、限位垫板(6)、位移固定滑块及识别标靶(7)、下结构部件(8)和上结构部件(9)；其中：

所述试验平台支架(1)包括底部框架，在所述底部框架上设置有相互平行且垂直于底部框架的两个竖直框架；在两个竖直框架的顶部之间设置有顶部横梁；

所述位移滑台(2)设置在顶部横梁的上表面，所述位移滑台(2)包括长方形的底板、设置在底板一端的挡板、设置在底板上方，与底板平行且与挡板垂直的圆柱轴；

所述位移活动滑块及识别标靶(5)安装在圆柱轴上；

所述位移固定滑块及识别标靶(7)固定于底板的另一端；

所述上结构部件(9)设置在顶部横梁的下方；

所述下结构部件(8)设置在上结构部件(9)的下方；

所述限位垫板(6)设置在下结构部件(8)和上结构部件(9)之间的两个竖直框架上；

所述位移传感器及支架(3)设置在下结构部件(8)的上表面；

所述顶升装置(4)设置在底部框架和下结构部件(8)之间。

2.根据权利要求1所述的铁路轨道试验装置，其特征在于，所述位移活动滑块及识别标靶(5)包括滑块与滑台，滑台设置在底板的上方，滑块安装在滑台上表面。

3.根据权利要求1所述的铁路轨道试验装置，其特征在于，所述位移滑台(2)还包括游标卡尺，游标卡尺设置在顶部横梁上表面，游标卡尺与底板相互平行。

4.根据权利要求1所述的铁路轨道试验装置，其特征在于，所述位移传感器及支架(3)包括：底座，T型支架、L型支架和L型连接杆；

底座设置在下结构部件(8)的上表面，T型支架与底座相互连接，T型支架、L型支架通过L型连接杆相互连接。

5.根据权利要求1所述的铁路轨道试验装置，其特征在于，所述位移传感器及支架(3)用于安装监测设备，所述监测设备包括接触式设备和非接触式设备。

6.根据权利要求1所述的铁路轨道试验装置，其特征在于，所述顶升装置(4)包括千斤顶。

7.根据权利要求1所述的铁路轨道试验装置，其特征在于，所述限位垫板(6)为L型垫板，所述L型垫板一侧安装在竖直框架上，另一侧与上结构部件(9)的下表面接触。

8.根据权利要求1所述的铁路轨道试验装置，其特征在于，所述下结构部件(8)和上结构部件(9)的材料为混凝土材料或钢轨材料。

9.根据权利要求1所述的铁路轨道试验装置，其特征在于，所述试验平台支架(1)为钢制。

10.根据权利要求1所述的铁路轨道试验装置，其特征在于，所述限位垫板(6)为橡胶垫板。