RU2469894C2 - Способ определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути - Google Patents
Способ определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути Download PDFInfo
- Publication number
- RU2469894C2 RU2469894C2 RU2010141239/11A RU2010141239A RU2469894C2 RU 2469894 C2 RU2469894 C2 RU 2469894C2 RU 2010141239/11 A RU2010141239/11 A RU 2010141239/11A RU 2010141239 A RU2010141239 A RU 2010141239A RU 2469894 C2 RU2469894 C2 RU 2469894C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rail
- longitudinal
- sections
- determined
- temperature
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к путевому хозяйству и может быть использовано для измерения величины относительных перемещений участков рельсовых плетей бесстыкового пути при воздействии на них поездной нагрузки и температуры. В способе определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути периодически измеряют температуру участков рельсовых плетей, определяют температурные продольные напряжения участков с одновременным определением продольных деформаций участков от внешних силовых воздействий или изменений состояния пути, по которым определяют продольные напряжения участков между контрольными метками, с учетом изменения их длины и величины продольных деформаций. Дополнительно определяют деформации в пределах реперных участков, включающих несколько участков рельсовых плетей, определяют коэффициент коррекции как отношение суммы расстояний участков рельсовых плетей в пределах реперного участка к длине реперного участка и фактические продольные напряжения для каждого участка рельсовой плети определяют с учетом этого коэффициента. В результате повышается точность определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей, а также уменьшаются затраты на эксплуатацию и диагностику бесстыкового пути. 2 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к путевому хозяйству и может быть использовано для измерения величины относительных перемещений участков рельсовых плетей бесстыкового пути при воздействии на них поездной нагрузки и температуры.
Известен способ контроля продольно-напряженного состояния рельсовых плетей, заключающийся в измерении текущего расстояния отрезков пути между контрольными метками (кернами) на рельсовых плетях, нанесенных через каждые 25 м, с известным калибровочным расстоянием мерными колесами, определении разности измеренных текущих расстояний и калиброванного и вычислении по разностям этих расстояний продольных напряжений с точностью измерения расстояния 1/25000 (см. Зубов В.И. Предлагаю способ контроля напряжений в плетях // Путь и путевое хозяйство. - 1985. - №3. С.27-29).
Недостатком данного способа является невысокая точность измерений, невозможность автоматической регистрации и анализа получаемых измерений перемещений и температуры участков рельсовых плетей за счет отсутствия системы, учитывающей возможное накопление системной ошибки измерения пути мерным колесом.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути, заключающийся в том, что периодически измеряют температуру участков рельсовых плетей и рассчитывают температурные продольные напряжения σt участков с одновременным определением продольных деформаций участков от внешних силовых воздействий или изменений состояния пути, по которым рассчитывают продольные напряжения σд участков, вызванные этими деформациями, суммируют найденные σt и σд и получают величины фактических продольных напряжений. Контрольные сечения устраивают через каждые 100 м и отмечают путем нанесения фиксированных точек на верхнюю часть подошвы рельса. Дополнительно на определенном расстоянии друг от друга устраивают неподвижные «реперы» в виде шпал исключенных из работы рельсовых плетей. Контроль положения контрольных сечений относительно «реперов» производится с помощью бесконтактных датчиков (см. патент РФ №2239574, кл. В61К 9/00. опубл. 2004 г.).
Недостатком данного способа является невысокая точность измерений. Малая точность определения реперного расстояния в пути ограничивается точностью измерения расстояний 100 (50) метровой рулеткой 1/2000-1/10000. Оценка изменения перемещения рельсовых плетей не учитывает, что во время производства выправки пути и под проходящими поездами реперные шпалы смещаются со своих мест. Способ не учитывает компенсации возможного смещения «реперов» в балласте относительно неподвижного основания, что приводит к неконтролируемому изменению реперного расстояния. Недостатками способа является необходимость устройства для каждого контрольного сечения собственного «репера» и ограничение реперного расстояния размером в 100 м.
Технической задачей изобретения является повышение точности определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей, а также уменьшение затрат на эксплуатацию и диагностику бесстыкового пути.
Указанная задача достигается тем, что в способе определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути периодически измеряют температуру участков рельсовых плетей, определяют температурные продольные напряжения участков с одновременным определением продольных деформаций участков от внешних силовых воздействий или изменений состояния пути, по которым определяют продольные напряжения участков между контрольными метками, с учетом изменения их длины и величины продольных деформаций, дополнительно определяют деформации в пределах реперных участков, включающих несколько участков рельсовых плетей, определяют коэффициент коррекции как отношение суммы расстояний участков рельсовых плетей в пределах реперного участка к длине реперного участка и фактические продольные напряжения для каждого участка рельсовой плети определяют с учетом этого коэффициента.
Бесстыковой путь через каждые 100 м разделяются на участки рельсовых плетей, по границам которых наносятся контрольные метки (чертеж). Контрольные метки (в виде электронных меток на подошве рельса) технологически выгодно устраивать в стационарных условиях рельсосварочного предприятия (РСП). При нанесении контрольных меток необходимо измерять с высокой точностью 0,1°С температуру рельса и расстояние. Создаваемая на подошве рельса контрольная метка способна поглощать электромагнитное излучение, что при электромагнитном излучении создает сигнал, способный фиксироваться на специальном приемнике, например, в виде пикообразной кривой с вершиной в центре метки на подошве рельса, что позволяет осуществлять регистрацию контрольных меток в автоматическом режиме. Эта метка не подвержена механическому повреждению, а качество регистрации сигнала не зависит от скорости движения тележки (вагона) или толщины и плотности снега. Реперные метки располагаются, например, на опорах контактной сети с шагом порядка 1000 м и являются границами реперных участков, включающих несколько участков рельсовой плети. Реперные метки представляют собой метки, способные считываться аппаратурой для работы, например, с GPS. Вся используемая в предлагаемом способе аппаратура по подаче, приему и обработке сигналов электромагнитного излучения для определения реперных расстояний, определения забегов ΔSi, определения расстояний между контрольными метками, а также автоматической обработке получаемой информации установлена на тележке (вагоне), имеющей систему отсчета пройденного пути высокоточными мерными колесами.
Измерение величины перемещения участков рельсовых плетей и температуры рельсов осуществляется автоматически по посылаемому электромагнитному излучению и принимаемому после отражения от рельсовой контрольной метки. Вместе с измерением расстояний между контрольными метками определяются расстояния между реперными метками, нанесенными в створе с контрольными метками. Регистрация реперных меток осуществляется через систему орбитальных спутников с точностью 1/100000 (например GPS). Измерение расстояний забегов ΔS1 и ΔS2 между реперной меткой и ближайшей контрольной меткой в пределах одного реперного участка позволяет определить величину смещения (угона) рассматриваемого участка плети.
При этом определяется коэффициент коррекции как отношение расстояния между реперными метками и суммой расстояний между контрольными метками с учетом соответствующих забегов ΔSi, в пределах одного реперного участка, который используется для коррекции расстояний между контрольными метками.
Предлагаемый способ определения напряжения в рельсовых плетях исключает возможное накопление системной ошибки при измерении расстояний за счет введения коэффициента коррекции для калибровочного расстояния (сравнительный расчет приведен в табл.1 и 2).
где SP - эталонное расстояние между реперными метками (реперный участок);
Si - измеренное расстояние между контрольными метками (участок рельсовой плети), в пределах одного реперного участка, с учетом ΔSi.
Текущее расстояние приобретает следующий вид
При этом величина, дополнительного к температурному, продольного напряжения σДi корр за счет деформации в рельсовой плети определяется по закону Гука, по зависимости σДi корр=f(δpi), где δpi - деформация участка - определяется как разность между откорректированными текущими расстояниями и начальными эталонными
где S 0i - начальное эталонное расстояние между контрольными метками, определяемое с учетом возможного несоответствия температуры закрепления плетей и температуры устройства контрольных меток.
Сумма напряжений с учетом коэффициента К
где σt - температурное напряжение, определяемое по зависимости σt=f(t)=αEΔt.
При этом величина σДi корр корректирует значение эталонного напряжения, зависящего от температуры, после чего выполняется оценка состояния плетей по сравнению с допускаемыми напряжениями, а также с учетом требований технических указаний по эксплуатации бесстыкового пути.
Способ реализуется следующим образом.
При движении путеизмерительной тележки или путеизмерительного вагона производится измерение пройденного пути высокоточным мерными колесами и измерение температуры рельса. Зная величину температуры закрепления бесстыковой плети на постоянный режим работы и измеряя температуру рельса, определяются существующие в данный момент температурные напряжения.
Одновременно, в процессе движения, происходит постоянное автоматическое сканирование подошвы рельса электромагнитным излучателем для нахождения места расположения контрольной метки, а также автоматически сканируются места установки реперных меток (на опорах контактной сети). При этом автоматически определяются расстояние участка рельсовой плети между соседними контрольными метками по данным мерных колес. Одновременно с определением расстояния между контрольными метками происходит определение расстояния (забегов) между ближайшими контрольными и реперными метками.
Для устранения возможной системной ошибки измерения пройденного пути мерными колесами определяют длину реперного участка, между соседними реперными метками, используя более точную аппаратуру для работы, например, с GPS. После чего автоматически определяется коэффициент коррекции (1), позволяющий откорректировать (2) измеренные мерным колесом расстояния участков рельсовых плетей в пределах их реперного участка.
Далее, происходит сравнение и анализ результатов выполненного и первоначального (предыдущих) проездов и измерений мест расположения контрольных меток и расстояний между ними. Автоматически рассчитываются значения смещения контрольных меток и деформации (3) каждого участка рельсовой плети относительно первоначального положения в момент закрепления плети на постоянный режим работы, определяющие величину дополнительных напряжений от деформации (увеличивающих или уменьшающих напряжения рельса, соответственно, в зависимости от уменьшения или увеличения длины контрольного участка).
Полученные температурные напряжения и напряжения за счет деформации автоматически суммируются (4), анализируются и по каждой плети (участку рельсовой плети) выдается результат оперативного прогноза о возможности отказа.
Для доказательства эффективности заявляемого способа относительно прототипа выполнен сравнительный расчет определения показателей продольно-напряженного состояния плетей бесстыкового пути по эталонному и прототипному способам (табл.1), а также по заявленному способу (табл.2). Для выявления уровня точности в расчете принимается условие, что границы рассматриваемого участка (1000 м) неизменны по длине. Принимается условие идеального геометрически точного расположения в одном створе контрольных и реперных меток, т.е. ΔSi=0. В качестве температуры закрепления плетей принимается нормативное значение 30°С (температура рельсов), равное температуре рельса при устройстве в его подошве специальных меток, играющих роль контрольных меток. В качестве расчетной температуры - 60°С (максимальная температура рельсов в летний период в полдень). Точность измерения расстояний участков рельсовых плетей мерными колесами принимается 1/25000, измерения реперных расстояний принимается 1/100000.
В результате сравнительного расчета определена доля отклонения полученных расчетных напряжений относительно эталонного значения. Для рассматриваемого примера отклонение по прототипу составило 27,7%, а по заявленному способу - 1,4%, что доказывает большую точность заявляемого.
С учетом реализации заявленного способа контроля продольно-напряженного состояния рельсовых плетей итоговая точность изменения расстояний между контрольными метками на рельсах составляет не менее 1/100000 (соответствует точности определения расстояния между реперными метками), в широком диапазоне температур от -45°С до +70°С, при точности измерения температуры не менее 0,1°С, непрерывно регистрируемой в автоматизированном режиме. Получаемая информация в процессе измерений сохраняется и автоматически обрабатывается с выдачей оперативного прогноза о возможности отказа (выброса или разрыва) по каждой рельсовой плети (участку рельсовой плети).
Таким образом, эти признаки позволяют получить технический результат и решить задачу повышения точности определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей и уменьшения затрат на эксплуатацию и диагностику бесстыковых плетей.
Claims (1)
- Способ определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути, заключающийся в том, что периодически измеряют температуру участков рельсовых плетей, определяют продольные температурные напряжения этих участков, одновременно с измерением температуры участков измеряют величины продольных перемещений, определяют продольные деформации участков рельсовых плетей и продольные напряжения, вызванные ими, а затем определяют продольные напряжения участков с учетом изменения их длины и величины продольных деформаций, отличающийся тем, что дополнительно определяют деформации в пределах реперных участков, включающих несколько участков рельсовых плетей, определяют коэффициент коррекции как отношение суммы расстояний участков рельсовых плетей в пределах, реперного участка к длине реперного участка, и фактические продольные напряжения для каждого участка рельсовой плети определяют с учетом этого коэффициента.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010141239/11A RU2469894C2 (ru) | 2010-10-07 | 2010-10-07 | Способ определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010141239/11A RU2469894C2 (ru) | 2010-10-07 | 2010-10-07 | Способ определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010141239A RU2010141239A (ru) | 2012-04-20 |
RU2469894C2 true RU2469894C2 (ru) | 2012-12-20 |
Family
ID=46032173
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010141239/11A RU2469894C2 (ru) | 2010-10-07 | 2010-10-07 | Способ определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2469894C2 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2555070C1 (ru) * | 2014-03-11 | 2015-07-10 | Олег Михайлович Костюк | Способ контроля продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути |
RU2569504C1 (ru) * | 2014-10-31 | 2015-11-27 | Акционерное общество "Транспутьстрой" | Способ определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового железнодорожного пути |
RU2636200C2 (ru) * | 2015-12-30 | 2017-11-21 | Новосибирская городская общественная организация "Центр развития и внедрения новых технологий" | Способ автоматического контроля состояния рельсовых плетей бесстыкового пути и система для его реализации |
RU2758970C1 (ru) * | 2021-03-26 | 2021-11-03 | Василий Сергеевич Новакович | Способ обнаружения опасного места с избыточной продольной сжимающей силой, вызывающей потерю устойчивости бесстыкового пути |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2174082C1 (ru) * | 2000-11-08 | 2001-09-27 | Виногоров Николай Павлович | Устройство для измерения продольных перемещений рельсовой плети железнодорожного пути |
RU2239574C1 (ru) * | 2003-03-25 | 2004-11-10 | Виногоров Николай Павлович | Способ определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового железнодорожного пути |
EP1918172A1 (en) * | 2006-10-24 | 2008-05-07 | Salient Systems, Inc. | Stress monitoring system for railway rails |
RU94936U1 (ru) * | 2010-02-04 | 2010-06-10 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Система контроля деформации рельсовых плетей бесстыкового железнодорожного пути |
-
2010
- 2010-10-07 RU RU2010141239/11A patent/RU2469894C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2174082C1 (ru) * | 2000-11-08 | 2001-09-27 | Виногоров Николай Павлович | Устройство для измерения продольных перемещений рельсовой плети железнодорожного пути |
RU2239574C1 (ru) * | 2003-03-25 | 2004-11-10 | Виногоров Николай Павлович | Способ определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового железнодорожного пути |
EP1918172A1 (en) * | 2006-10-24 | 2008-05-07 | Salient Systems, Inc. | Stress monitoring system for railway rails |
RU94936U1 (ru) * | 2010-02-04 | 2010-06-10 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Система контроля деформации рельсовых плетей бесстыкового железнодорожного пути |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2555070C1 (ru) * | 2014-03-11 | 2015-07-10 | Олег Михайлович Костюк | Способ контроля продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути |
RU2569504C1 (ru) * | 2014-10-31 | 2015-11-27 | Акционерное общество "Транспутьстрой" | Способ определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового железнодорожного пути |
RU2636200C2 (ru) * | 2015-12-30 | 2017-11-21 | Новосибирская городская общественная организация "Центр развития и внедрения новых технологий" | Способ автоматического контроля состояния рельсовых плетей бесстыкового пути и система для его реализации |
RU2758970C1 (ru) * | 2021-03-26 | 2021-11-03 | Василий Сергеевич Новакович | Способ обнаружения опасного места с избыточной продольной сжимающей силой, вызывающей потерю устойчивости бесстыкового пути |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010141239A (ru) | 2012-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7278305B2 (en) | Apparatus for detecting hunting and angle of attack of a rail vehicle wheelset | |
US6995556B2 (en) | Electromagnetic gage sensing system and method for railroad track inspection | |
CN103635375A (zh) | 适于对导轨偏转进行成像和测量的视觉系统 | |
US10625760B2 (en) | Apparatus and method for calculating wooden crosstie plate cut measurements and rail seat abrasion measurements based on rail head height | |
US20120245908A1 (en) | Method for determining the stress free temperature of the rail and/or the track resistance | |
RU2469894C2 (ru) | Способ определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути | |
US20140180609A1 (en) | Method of establishing the deflection and/or the stiffness of a supporting structure | |
US20230365170A1 (en) | Method and system for determining a target profile of the track to correct the geometry | |
CN105923015B (zh) | 一种以减振平台为惯性位移基准的钢轨波浪磨耗移动测量方法 | |
CN103547386A (zh) | 用于测定轧件的厚度的方法以及设备 | |
US20230406377A1 (en) | Method and system for determining correction values for correcting the position of a track | |
JP7431949B2 (ja) | 軌道の実際位置を求めるための方法および測定車両 | |
RU2492088C2 (ru) | Способ контроля угона рельсовых плетей железнодорожного пути | |
KR20150121338A (ko) | 철도차량의 위치를 검지하는 장치 및 그에 따른 방법 | |
RU2320801C1 (ru) | Способ выправки железнодорожного пути в плане, продольном профиле и по уровню и устройство для его осуществления | |
CN115615346A (zh) | 一种隧道及轨道变形的自动化监测方法及监测装置 | |
RU2239574C1 (ru) | Способ определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового железнодорожного пути | |
RU2578897C1 (ru) | Способ оценки угона рельсовой плети | |
RU2569504C1 (ru) | Способ определения продольно-напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового железнодорожного пути | |
RU2394714C1 (ru) | Способ контроля состояния рельсового пути | |
US11981362B2 (en) | Method and measuring vehicle for determining an actual position of a track | |
CN115535026B (zh) | 一种铁路轨道平整度检测方法及系统 | |
RU2740485C1 (ru) | Система для определения пространственного положения железнодорожного пути | |
EP1710117A1 (en) | Apparatus for measuring the height of the electrical contact line of a railroad, and associated method | |
Bernhard et al. | Persistent Scatterer Interferometry To Detect Railway Track Anomalies Using Terrasar-X Observations |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151008 |