既有铁路沉降监测系统及监测方法技术方案

本发明专利技术所提供的既有铁路沉降监测系统及监测方法，适用于有砟轨道的路基沉降监测，特别适用于铁路路桥过渡段的路基沉降监测。其包括沉降板、水平梁、倾角传感器和信息采集设备，沉降板用于将路基沉降传递至水平梁，通过水平梁的倾斜以使倾角传感器作动，信息采集设备收集倾角传感器的倾斜角度，并进行数据处理，得出不同测点之间的路基沉降值。通过将较长距离铁路段路基沉降监测，分割为多段距离相对较短的路基沉降监测，提高了沉降的监测精度。

Settlement monitoring system and method of existing railway

【技术实现步骤摘要】
既有铁路沉降监测系统及监测方法
本专利技术涉及岩土工程
，特别是涉及一种既有铁路沉降监测系统及监测方法。
技术介绍
路基沉降在铁路的施工过程中以及完工以后都是难以避免的。由于沉降、不均匀沉降，会引起的轨道下沉和轨面弯折，影响线路的平顺性；在通过桥梁的轨道中，会引起桥台与路基的沉降差，当列车驶过这些地段时，由于沉降引起的轨道刚度和变形发生突变，使得轮轨间的动力作用增大，从而引起轨道破坏，影响行车的平稳性与安全性。为了及时了解路基在荷载作用下的沉降以及沉降变化趋势，以便提前采取有效措施，防止事故的发生，需要在路基的施工过程中以及完工以后一段时期设置沉降观测。完工后沉降观测要根据实际情况确定观测时间长短。近年来随着轨道建设的快速发展，相关的安全问题越来越得到人们的重视。特别是现在高速铁路的出现，对路基形变的控制有了更高的要求，从而也使得路基沉降的测量、计算与控制显得更为重要。而在这三者中，沉降的测量是后两者的依据与基础。现有的监测方法选择多个基于重力加速度的倾角传感器来进行隧道、铁路轨道等较长距离的监测，这样成本大大增加，也同时引入了较大的误差，而且不能将其传感器的优势集中体现出来。
技术实现思路
基于此，有必要针对目前的路基沉降监测方法所存在成本高、误差大的问题，提供一种既有铁路沉降监测系统及其监测方法。上述目的通过下述技术方案实现：一种既有铁路沉降监测系统，包括：沉降板，所述沉降板数量为至少两个，所述沉降板包括沉降标杆和安装底板，所述安装底板固定于铁路路基，所述沉降标杆顶部凸出于轨道道砟；水平梁，所述水平梁数量为多个，所述水平梁两端分别固定连接于相邻两个所述沉降板顶部；倾角传感器，所述倾角传感器数量为多个，每个所述水平梁内均设置有所述倾角传感器；信息采集设备，所述信息采集设备用于收集所述倾角传感器采集到的倾角信息。在其中一个实施例中，所述水平梁为方管。在其中一个实施例中，所述倾角传感器设置于所述方管内。在其中一个实施例中，所述方管上设置有安装槽，所述倾角传感器设置于所述安装槽内。在其中一个实施例中，所述方管两端设置有安装托架，所述安装托架包括互相垂直设置的第一部和第二部，所述第一部固定连接于所述方管，所述第二部固定连接于所述沉降板顶部。在其中一个实施例中，所述沉降板包括安装顶板，所述水平梁固定安装于所述安装顶板。在其中一个实施例中，所述沉降板包括基准沉降板，所述基准沉降板设置于铁路桥台段，其余沉降板设置于路桥过渡段。在其中一个实施例中，所述倾角传感器通过有线和/或无线传输方式与所述信息采集设备连接。本专利技术还提供了一种既有铁路沉降监测方法，包括上述实施例中的既有铁路沉降监测系统，还包括以下步骤：S10，将多个所述沉降板固定于铁路路基，并使沉降板顶部凸出于铁路道砟；S20，将多个带有倾角传感器的水平梁固定连接于沉降板顶部，使得多个沉降板和水平梁形成串联结构，且每个水平梁端部距离铁路路基的距离相等；S30，以其中一个沉降板为参考点计算路基沉降，依次累加相邻两个沉降板之间的相对沉降值，并得到特定沉降板处的路基沉降值。在其中一个实施例中，还包括以下步骤S12，将其中一个沉降板设置于铁路桥台段，并以该沉降板作为基准参考点。本专利技术的有益效果是：本专利技术所提供的既有铁路沉降监测系统及监测方法，适用于有砟轨道的路基沉降监测，特别适用于铁路路桥过渡段的路基沉降监测。其包括沉降板、水平梁、倾角传感器和信息采集设备，沉降板用于将路基沉降传递至水平梁，通过水平梁的倾斜以使倾角传感器作动，信息采集设备收集倾角传感器的倾斜角度，并进行数据处理，得出不同测点之间的路基沉降值。通过将较长距离铁路段路基沉降监测，分割为多段距离相对较短的路基沉降监测，提高了沉降的监测精度。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的既有铁路沉降监测系统的结构示意图；图2为图1当中沉降板顶部处的局部放大图；图3为本专利技术一实施例提供的既有铁路沉降监测系统应用于路桥过度段的结构示意图。其中：沉降板100；安装顶板110；水平梁200；安装托架210；倾角传感器300；路基面400；道砟500；轨枕600。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。本专利技术所提供的既有铁路沉降监测系统，适用于有砟轨道的路基沉降监测，特别适用于铁路路桥过渡段的路基沉降监测。其包括沉降板、水平梁、倾角传感器和信息采集设备，沉降板用于将路基沉降传递至水平梁，通过水平梁的倾斜以使倾角传感器作动，信息采集设备收集倾角传感器的倾斜角度，并进行数据处理，得出不同测点之间的路基沉降值。通过将较长距离铁路段路基沉降监测，分割为多段距离相对较短的路基沉降监测，提高了沉降的监测精度。具体的，如图1和图2所示，沉降板100数量为多个，沉降板100包括沉降标杆和安装底板，安装底板固定于铁路路基，沉降标杆垂直于安装底板，沉降标杆的顶部和路基面400的距离保持不变，当路基发生沉降时，沉降标杆的顶部也会产生位移，其目的是将既有轨道中路基的沉降通过凸出于道砟500的沉降标杆显示。安装时，首先将轨道内的道砟500清除，使得铁路路基暴露，之后将安装底板固定于铁路路基表面，再回填道砟500。应当注意的是，要避免回填道砟500时，砟石对沉降标杆的挤压，导致沉降标杆产生变形或弯曲，影响沉降监测的准确性。且多个沉降板100应当结构、尺寸一致，使得多个沉降板100中沉降标杆的顶部与路基面400之间的距离相等。水平梁200数量也为多个，其数量通常比沉降板100数量少一个，水平梁200的两端分别固定连接于相邻两个沉降板100的顶部。由于两个沉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种既有铁路沉降监测系统，其特征在于，包括：/n沉降板，所述沉降板数量为至少两个，所述沉降板包括沉降标杆和安装底板，所述安装底板固定于铁路路基，所述沉降标杆顶部凸出于轨道道砟；/n水平梁，所述水平梁数量为多个，所述水平梁两端分别固定连接于相邻两个所述沉降板顶部；/n倾角传感器，所述倾角传感器数量为多个，每个所述水平梁均设置有所述倾角传感器；/n信息采集设备，所述信息采集设备用于收集所述倾角传感器采集到的水平梁倾角信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种既有铁路沉降监测系统，其特征在于，包括：
沉降板，所述沉降板数量为至少两个，所述沉降板包括沉降标杆和安装底板，所述安装底板固定于铁路路基，所述沉降标杆顶部凸出于轨道道砟；
水平梁，所述水平梁数量为多个，所述水平梁两端分别固定连接于相邻两个所述沉降板顶部；
倾角传感器，所述倾角传感器数量为多个，每个所述水平梁均设置有所述倾角传感器；
信息采集设备，所述信息采集设备用于收集所述倾角传感器采集到的水平梁倾角信息。


2.根据权利要求1所述的既有铁路沉降监测系统，其特征在于，所述水平梁为方管。


3.根据权利要求2所述的既有铁路沉降监测系统，其特征在于，所述倾角传感器设置于所述方管内。


4.根据权利要求2所述的既有铁路沉降监测系统，其特征在于，所述方管上设置有安装槽，所述倾角传感器设置于所述安装槽内。


5.根据权利要求2所述的既有铁路沉降监测系统，其特征在于，所述方管两端设置有安装托架，所述安装托架包括互相垂直设置的第一部和第二部，所述第一部固定连接于所述方管，所述第二部固定连接于所述沉降板顶部。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的既有铁路沉降监测系统，其特征在于，所述沉降板...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂如松，冷伍明，唐永康，孟宪洪，何占元，周思危，梅慧浩，杨奇，赵春彦，刘婞，王新让，刘平，
申请(专利权)人：朔黄铁路发展有限责任公司，中南大学，高速铁路建造技术国家工程实验室，
类型：发明
国别省市：河北;13