一种无砟轨道板温度场及其变形模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于轨道测绘技术领域，具体涉及一种无砟轨道板温度场及其变形模拟装置，包括两个以上的无砟轨道板和一个以上的宽窄接缝，每个宽窄接缝位于相邻的无砟轨道板之间并连接相邻的无砟轨道板，每个无砟轨道板内一个或多个横向截面上设置有加热电阻层，和/或每个无砟轨道板内设置多个温度传感器；每个无砟轨道板与宽窄接缝连接处的外端面上设置有一个或多个的位移传感器；所述温度传感器连接温度采集仪，所述位移传感器连接动态信号采集仪，温度采集仪和动态信号采集仪连接数据处理终端。该装置可室内模拟多工况情况下的无砟轨道板温度场数据采集和位移数据采集，且模拟精度高，数据可靠性强，智能化程度高，研究周期短，成本低廉。

A temperature field and deformation simulation device for ballastless track slab

The utility model belongs to the technical field of track surveying and mapping, in particular to a kind of ballastless track plate temperature field and its deformation simulation device, including more than two ballastless track plates and more than one wide narrow joint, each wide narrow joint is located between adjacent ballastless track plates and connects adjacent ballastless track plates, each ballastless track plate A heating resistance layer is arranged on one or more transverse sections, and / or each ballastless track plate is set up with a plurality of temperature sensors; one or more displacement sensors are arranged on the outside end of each ballastless track plate and the wide narrow joint joint; the temperature sensor connects the temperature collector and the displacement sensor is connected. The dynamic signal acquisition instrument, the temperature acquisition instrument and the dynamic signal acquisition instrument connect the data processing terminal. The device can simulate the data collection and displacement data acquisition of ballastless track plate under multiple conditions, and the simulation precision is high, the data reliability is strong, the intelligent degree is high, the study period is short, and the cost is low.

【技术实现步骤摘要】
一种无砟轨道板温度场及其变形模拟装置
本技术属于轨道测绘
，具体涉及一种无砟轨道板温度场及变形的无砟轨道板温度场及其变形模拟装置。
技术介绍
随着中国高速铁路的发展，无砟轨道结构得到了广泛的应用。因我国广阔的地域，复杂多样的环境，无砟轨道板暴露在复杂的大气环境下，受列车荷载、环境条件等因素的长期影响，在运营阶段出现了大量病害，如轨道板翘曲变形、宽窄接缝拉开或者毁损等，其中，温度荷载是无砟轨道板病害产生的主要因素之一。所以，对无砟轨道板的温度场研究显得尤为重要，目前，无砟轨道板温度场研究集中在运用数学模拟方法分析实地测绘数值建立温度场数学模型，但该种方法依托的实地测绘数据，因测绘地点局限、测绘成本高、测绘数据局限及需要依赖特定自然环境等缺陷，影响研究的周期、成本、准确度和精确度。文献号为CN107101674A名称为模拟无砟轨道温度应力作用的实尺实验平台及施工方法，公开了一种桥梁型无砟轨道整体结构模型，该实尺实验平台包括试验台座、两布两膜滑动层、底座板、轨道板和砂浆层，用于研究温度荷载对轨道结构的影响。但是，该模型结构温度变化的实现仍需依赖自然环境，无法在室内完成，且该模型结构数据采集的智能化程度低，使试验操作复杂化，不利于试验的开展。为了克服实地测绘的缺陷，同时保证测绘数据的真实度，我们提供了一种可模拟多工况、多温度梯度，且准确度和精度高、成本低廉的无砟轨道板温度场室内模拟装置。
技术实现思路
本技术提供一种无砟轨道板温度场及其变形模拟装置，旨在克服实地测绘的缺陷，保证数据的真实度、准确度和精密度，缩短研究周期，降低研究成本。本技术的技术方案是：一种无砟轨道板温度场及其变形模拟装置，包括两个以上的无砟轨道板和一个以上的宽窄接缝，每个宽窄接缝位于相邻的无砟轨道板之间并与两侧的无砟轨道板连接；还包括温度采集仪、动态信号采集仪和数据处理终端，每个无砟轨道板内一个或多个横向截面上设置有加热电阻层，和/或每个无砟轨道板内设置多个温度传感器，用于测量无砟轨道板内部横向和/或纵向和/或垂向上的温度和/或温度变化；每个无砟轨道板与宽窄接缝连接处的外端面上设置有一个或多个的位移传感器，所述位移传感器位于与无砟轨道板连接的宽窄接缝的宽接缝和/或窄接缝处；所述温度传感器连接温度采集仪，所述位移传感器连接动态信号采集仪，温度采集仪和动态信号采集仪连接数据处理终端；垂向指无砟轨道板的厚度方向，横向指无砟轨道板铺设延伸方向，纵向指与无砟轨道板铺设延伸方向垂直的方向。无砟轨道板内设置的多个温度传感器既可以单独进行横向、纵向或者垂向方向上的温度或者温度变化，也可以同时进行横向、纵向或者垂向方向中任意两个方向上的温度或者温度变化，还可以同时进行横向、纵向和垂向方向三个方向上的温度或者温度变化。无砟轨道内设置的加热电阻层，根据模拟的无砟轨道板温度场变化而具体设置，无砟轨道板温度场变化可以是从无砟轨道板上表面至下表面的高-低、低-高或者低-高-低等的多种温度变化情况，加热电阻层可以设置在无砟轨道板内近上表面或者近下表面的位置，可以设置在无砟轨道板内近侧面的位置，可以设置在无砟轨道板的中心位置，还可以设置在从无砟轨道板中心至无砟轨道板的上表面、下表面或侧面之间的位置。无砟轨道板加热电阻层连接电源，无砟轨道板内设置的温度传感器与加热电阻层互相不接触。所述数据处理终端为PC终端或者移动终端。优选地，无砟轨道板温度场及其变形模拟装置结构包括两个无砟轨道板和位于两块无砟轨道板之间的一个宽窄接缝，即一个宽窄接缝连接两个无砟轨道板。所述加热电阻层位于无砟轨道板内的靠近上表面和/或靠近下表面的水平方向上，与无砟轨道板的上表面或者下表面的最近距离为15～25毫米，优选为20毫米。每个无砟轨道板的各个侧面与其内设置的最接近的加热电阻层的距离为30～300毫米，优选为100～300毫米。所述加热电阻层包括多个并联的加热电阻，电源连接加热电阻。加热电阻的个数一般为1～15个，优选为5个。加热电阻间的间距为50～300毫米，优选为100毫米。加热电阻在加热电阻层均匀分布。加热电阻层的多个并联的加热电阻通过共用导线并联。每个无砟轨道板的各个侧面与其内设置的最接近的温度传感器之间的距离为15～250毫米，优选为50～200毫米。每个无砟轨道板的上表面或下表面与其内设置的最接近的温度传感器之间的距离为3～30毫米，优选为5毫米。在宽窄接缝的厚度方向上，位于宽接缝处的位移传感器与宽接缝上端面的距离为宽接缝厚度的1/4～3/4，优选位于宽接缝1/2厚度处；位于窄接缝处的位移传感器与窄接缝下端面的距离为窄接缝厚度的1/4～3/4，优选位于窄接缝1/2厚度处。无砟轨道板为等厚度、1/2宽度的投入使用的无砟轨道板。投入使用的无砟轨道有CRTSⅠ型板式无砟轨道、CRTSⅡ型板式无砟轨道、CRTSⅢ型板式无砟轨道、CRTSⅠ双块式无砟轨道或者CRTSⅡ双块式无砟轨道。电源与加热电阻层之间，在电源为加热电阻层提供加热电流的回路方向上，依次连接有电源、电源开关、变阻器、过流保护器、电流表、电阻层开关和加热电阻层，加热电阻层最后回连接电源。电阻层开关为单向开关或者双向开关，优选为双向开关。在距离无砟轨道板上表面3～30毫米处的横向截面上，沿横向和纵向间隔设置多个温度传感器，构成上层温度传感器；沿垂向方向在上层温度传感器正下方重复设置至少一层温度传感器，与上层温度传感器位置排布相对应。所述上层温度传感器为以所述横向截面的中心或近中心为起点，沿横向和纵向间隔设置的多个温度传感器。所述上层温度传感器中，沿靠近宽窄接缝的横向方向上间隔设置多个温度传感器。所述上层温度传感器下方设置多层温度传感器时，上下相邻温度传感器层的间距均相同。每个无砟轨道板的下表面与其内设置的最接近的所述温度传感器层的距离为3～30毫米。所述距离无砟轨道板上表面3～30毫米处的横向截面为水平横向截面。作为本技术的一个优选方案，无砟轨道板内的距离上表面20毫米和距离下表面20毫米的水平横向截面上分别设置有加热电阻层，无砟轨道板连接宽接缝的侧面与最接近的加热电阻层的距离为100毫米，无砟轨道板连接窄接缝的侧面与最接近的加热电阻层的距离为200毫米，加热电阻层包括5个并联的加热电阻，加热电阻间的间距为100毫米，加热电阻在加热电阻层均匀分布；在距离无砟轨道板上表面5毫米的水平横向截面上，设置3个温度传感器，形成上层温度传感器，该上层温度传感器的分布为：一个位于该水平横向截面中心或近中心；另一个，以该水平横向截面中心或近中心为出发点，沿横向方向设置在接近宽窄接缝；再一个，以该水平横向截面中心或近中心为出发点，沿纵向方向设置在接近水平横行截面的周边；在上层温度传感器正下方沿垂向方向，分别在无砟轨道板1/2厚度和距离无砟轨道板下表面5毫米处重复设置两层温度传感器，与上层温度传感器位置排布相对应。与现有技术相比，本技术具有以下优点：为克服实地勘测地点局限、数据局限、依赖特定自然环境及成本高等缺陷，本技术提供一种可再现模拟各种工况、并获取可靠性强、精度高的温度和位移数据的无砟轨道板温度场及其变形模拟装置。该装置可在室内模拟重现无砟轨道板现实运行环境下的多工况变化，模拟精度高，测绘数据丰富多样，测绘数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无砟轨道板温度场及其变形模拟装置，包括两个以上的无砟轨道板(5)和一个以上的宽窄接缝(4)，每个宽窄接缝(4)位于相邻的无砟轨道板(5)之间并与两侧的无砟轨道板连接，其特征在于，还包括温度采集仪、动态信号采集仪和数据处理终端，每个无砟轨道板(5)内一个或多个横向截面上设置有加热电阻层，和/或在每个无砟轨道板(5)内设置多个温度传感器，用于测量无砟轨道板(5)内部横向和/或纵向和/或垂向上的温度和/或温度变化；每个无砟轨道板(5)与宽窄接缝(4)连接处的外端面上设置有一个或多个的位移传感器(6)，所述位移传感器(6)位于与无砟轨道板(5)连接的宽窄接缝(4)的宽接缝和/或窄接缝处；所述温度传感器连接温度采集仪，所述位移传感器(6)连接动态信号采集仪，温度采集仪和动态信号采集仪连接数据处理终端；垂向指无砟轨道板的厚度方向，横向指无砟轨道板铺设延伸方向，纵向指与无砟轨道板铺设延伸方向垂直的方向。

【技术特征摘要】
1.一种无砟轨道板温度场及其变形模拟装置，包括两个以上的无砟轨道板(5)和一个以上的宽窄接缝(4)，每个宽窄接缝(4)位于相邻的无砟轨道板(5)之间并与两侧的无砟轨道板连接，其特征在于，还包括温度采集仪、动态信号采集仪和数据处理终端，每个无砟轨道板(5)内一个或多个横向截面上设置有加热电阻层，和/或在每个无砟轨道板(5)内设置多个温度传感器，用于测量无砟轨道板(5)内部横向和/或纵向和/或垂向上的温度和/或温度变化；每个无砟轨道板(5)与宽窄接缝(4)连接处的外端面上设置有一个或多个的位移传感器(6)，所述位移传感器(6)位于与无砟轨道板(5)连接的宽窄接缝(4)的宽接缝和/或窄接缝处；所述温度传感器连接温度采集仪，所述位移传感器(6)连接动态信号采集仪，温度采集仪和动态信号采集仪连接数据处理终端；垂向指无砟轨道板的厚度方向，横向指无砟轨道板铺设延伸方向，纵向指与无砟轨道板铺设延伸方向垂直的方向。2.根据权利要求1所述的一种无砟轨道板温度场及其变形模拟装置，其特征在于，所述加热电阻层位于无砟轨道板(5)内的靠近上表面和/或靠近下表面的水平方向上，与无砟轨道板(5)的上表面或者下表面的最近距离为15～25毫米；每个无砟轨道板的各个侧面与其内设置的最接近的加热电阻层的距离为30～300毫米。3.根据权利要求1所述的一种无砟轨道板温度场及其变形模拟装置，其特征在于，每个无砟轨道板(5)的各个侧面与其内设置的最接近的温度传感器之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：申建康，何越磊，路宏遥，陈猛，刘昊旻，李佳雨，王晋锴，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：新型
国别省市：上海,31