无砟轨道钢轨形态的确定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种无砟轨道钢轨形态的确定方法及装置，涉及桥梁工程的技术领域，包括获取预先存储的当前桥梁结构对应的桥梁参数模型；根据桥梁参数模型，结合桥梁结构的附加形态，利用影响矩阵的自适应选取机制计算桥梁结构的竖向形变对桥梁结构轨道板的影响矩阵；根据计算得到的影响矩阵，以及预先储存的桥梁参数模型计算桥梁结构到轨面的映射矩阵；根据映射矩阵求解桥梁结构的钢轨竖向形变值，最终获得全轨道形态。本发明专利技术采用预先建立桥梁参数模型的方法，结合桥梁附加形态自适应选取机制，只需确认桥梁附加形变情况，即可快速获得全钢轨形态，无需消耗过多的人力及时间，提高了检测效率。

【技术实现步骤摘要】
无砟轨道钢轨形态的确定方法及装置
本专利技术涉及桥梁工程领域，尤其是涉及一种无砟轨道钢轨形态的确定方法及装置。
技术介绍
对于处在地理环境相对复杂的铁路桥梁而言，在地震、列车循环荷载及大风等不利条件的作用下，铁路桥梁将产生诸如桥墩沉降等一系列的附加形变。当桥梁产生附加形变时，上部轨道结构在层间作用下势必会发生钢轨形态的改变从而影响桥上行车的安全性。因此，为确保行车安全，研究桥梁附加形变作用下的无砟轨道钢轨形态具有重要意义。目前对于铁路无砟轨道钢轨形态的测量方法主要是通过用一根20m的弦线在钢轨顶面顺着前进方向套拉10m的测点进行数据测量，或是通过轨检车检测系统来确定轨道钢轨形态。尽管目前的测量手段能够精确确定无砟轨道钢轨形态，但是整套测量流程需要投入大量的人力和物力，并且过长的检测时间会严重影响高速铁路的正常运营。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种无砟轨道钢轨形态的确定方法及装置，以避免上述现场对轨道的长时间检测，缓解传统测量方法耗时耗力的问题，提高了工作效率。第一方面，本专利技术实施例提供了一种无砟轨道钢轨形态的确定方法，该方法包括：获取预先存储的当前桥梁结构对应的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无砟轨道钢轨形态的确定方法，其特征在于，包括：获取预先存储的当前桥梁结构对应的桥梁参数模型；根据所述桥梁参数模型，结合所述桥梁结构的附加形态，利用影响矩阵的自适应选取机制计算所述桥梁结构的竖向形变对所述桥梁结构轨道板的影响矩阵；根据所述影响矩阵，以及所述桥梁参数模型计算所述桥梁结构到轨面的映射矩阵；根据所述映射矩阵求解所述桥梁结构的钢轨竖向形变值，最终获得全轨道形态。

【技术特征摘要】
1.一种无砟轨道钢轨形态的确定方法，其特征在于，包括：获取预先存储的当前桥梁结构对应的桥梁参数模型；根据所述桥梁参数模型，结合所述桥梁结构的附加形态，利用影响矩阵的自适应选取机制计算所述桥梁结构的竖向形变对所述桥梁结构轨道板的影响矩阵；根据所述影响矩阵，以及所述桥梁参数模型计算所述桥梁结构到轨面的映射矩阵；根据所述映射矩阵求解所述桥梁结构的钢轨竖向形变值，最终获得全轨道形态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述桥梁参数模型为与轨道板有关的参数模型，所述桥梁参数模型包括第一模型函数矩阵和第二模型矩阵；其中，所述第m个轨道板的第一模型函数包括：Fm1(x)＝k1A(xm-x)+k2B(xm-x)；Fm2(x)＝k3D(xmi-x)；所述第m个轨道板的第二模型函数包括：其中，xmi为第m个轨道板第i个扣件力的横坐标值；xm为第m个轨道板的总长度；EIr为钢轨刚度；EIs为轨道板刚度；xt为全轨道板的整体直角坐标系下的第t个扣件处的横坐标值；X为铁轨总长度；Fm1为砂浆层整体对第m个轨道板的扣件点的影响系数；Fm2为砂浆层局部对第m个轨道板的扣件点的影响系数；Dm(i,j)为第m个轨道板上第j个扣件力对第i个扣件点的影响系数(j≤i)；L(t,k)为扣件力对第t个扣件处的钢轨的影响系数；kcy为砂浆层竖向刚度；sum为全钢轨的总扣件数；k1，k2，k3均为和轨道板长度有关的常数项；A(x)＝chλxcosλx；3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述桥梁结构的附加形态包括所述桥梁结构的附加形变值，所述附加形变值包括以下形变值的一种或者多种：桥墩沉降值、梁体错台值和梁端转角值；所述根据所述桥梁参数模型，结合所述桥梁结构的附加形态，利用影响矩阵的自适应选取机制计算所述桥梁结构的竖向形变对所述桥梁结构轨道板的影响矩阵的步骤包括：提取所述桥梁参数模型包括的第一模型函数；根据所述第一模型函数和所述桥梁结构的附加形态，利用影响矩阵的自适应选取机制计算所述桥梁结构的竖向形变对所述桥梁结构轨道板的影响矩阵；所述影响矩阵自适应选取机制表示为：[R]＝∑[Re]f(d,u,α)，其中，[Re]f(d,u,α)为单一附加形变量的影响矩阵，d为桥墩沉降值、u为梁体错台值和α为梁端转角值，所述单一附加形变量的影响矩阵是根据单一附加形变情况进行自适应计算所得，具体为：[Re]＝[[R1e]…[Rme]…]T；式中，Rme(i,1)为矩阵[Rme]的元素；Z＝1为桥墩沉降左侧端情况；Z＝2为桥墩沉降右侧端情况；Z＝3为桥梁竖向错台情况；Z＝4为桥梁竖向转向情况；T1(n1,x)为第n1跨梁体右侧桥墩沉降时对其左侧梁体影响系数；T2(n1,x)为第n1跨梁体右侧桥墩沉降时对其右侧梁体影响系数；T3(n1,x)为第n1跨桥梁竖向转向影响系数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述影响矩阵，以及所述桥梁参数模型计算所述桥梁结构到轨面的映射矩阵的步骤包括：提取所述桥梁参数模型包括的第一模型函数与第二模型函数；根据所述第一模型函数、所述第二模型函数和所述影响矩阵计算所述桥梁结构到轨面的映射矩阵，其中，所述映射矩阵表示为：[Vr]＝kfy[L]([I]+kfy[L]-kfy[D])-1[R]；其中，kfy为扣件竖向弹簧刚度；I为单位矩阵；[L]为钢轨竖向形变的扣件力影响矩阵元素，L(t,k)为矩阵[L]的元素；[D]＝diag[[D1],[D2]…[Dm]…]为扣件力对轨道板的影响矩阵，Dm(i,j)为矩阵[Dm]的元素。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述映射矩阵求解所述桥梁结构的钢轨竖向形变值的步骤包括：求解所述映射矩阵的矩阵元素，根据所述矩阵元素求解所述桥梁结构任意位置处的钢轨竖向形变值，所述钢轨竖向形变值的解析表达式为：式中，xt≤x...

【专利技术属性】
技术研发人员：勾红叶，冉智文，蒲黔辉，王君明，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51