一种铁路桥梁顶梁检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种铁路桥梁顶梁检测系统及方法，包括前端设备(应力传感器、位移传感器、液压千斤顶)、采集控制单元(光纤光栅解调仪、采集仪、电动液压泵)和系统平台，实时掌握抬升高度、钢轨应力的实时动态信息，提高了桥梁顶梁的准确性，通过系统调整各液压千斤顶的加载速率，保障顶梁期间的整体平衡，实现了抬升高度、钢轨应力可控，避免造成钢轨断裂导致铁路停运等事故。

【技术实现步骤摘要】
一种铁路桥梁顶梁检测系统及方法
本专利技术涉及铁路顶梁领域，特别是一种铁路桥梁顶梁检测系统及方法。
技术介绍
近年来，随着社会和经济的快速发展，高速铁路建设规模不断扩大，面临地质环境条件更为复杂的地区，如四川、云南、贵州、西藏等地区。西南地区地处青藏高原的东侧，受青藏高原近百万年来持续隆升的影响，形成了以“高地壳应力”和“强震活动”的区域内动力条件。在高速铁路运行过程中，受区域构造运动和不良地质体的影响，可能造成桥梁基础的变形，进而对列车运行安全带来危害。高速铁路轨道平顺性要求对变形控制的要求极为严格，当线路沉降值小于扣件高低调整范围时，可通过调整扣件和放入调高垫板的方法来满足线路管理要求，但当扣件高低调整范围难以满足要求时，需对桥梁支座进行加高。在桥梁顶梁位置调整期间，需采用大型液压设备对箱梁进行缓慢升高，并在上支座和下支座间放入预制的钢板，并缓慢下降。实施上述过程时，容易造成抬升高度、钢轨应力增加不可控，引起钢轨断裂的问题，造成铁路停运等事故。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种铁路桥梁顶梁检测系统及方法，来提高桥梁顶梁的准确性，实时掌握抬升高度、钢轨应力的实时动态信息，通过系统调整各液压千斤顶的加载速率，保障顶梁期间的整体平衡，实现了抬升高度、钢轨应力可控，避免造成钢轨断裂导致铁路停运等事故。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种铁路桥梁顶梁检测系统，包括前端设备、采集控制单元和系统平台；前端设备包括多台应力传感器、多台位移传感器和多台液压千斤顶；采集控制单元包括光纤光栅解调仪、采集仪、电动液压泵；多台应力传感器采集应力数据并发送光纤光栅解调仪，光纤光栅解调仪将处理转换后的应力数据传输到系统平台；多台位移传感器采集位移数据并发送采集仪，采集仪对位移数据进行滤波、整形并将处理后的位移数据传输到系统平台；电动液压泵输出控制信号至多台液压千斤顶，控制液压千斤顶的加载速率；工作时，系统平台输出信号至光纤光栅解调仪、采集仪、电动液压泵，系统平台对前端设备和采集控制单元的加载参数、采集频率、加载阈值进行设置，实时调整各液压千斤顶的加载速率，保障箱梁整体平稳的抬升，直至位移达到目标值停止加压。一种铁路桥梁顶梁检测系统及方法，包括前端设备(应力传感器、位移传感器、液压千斤顶)、采集控制单元(光纤光栅解调仪、采集仪、电动液压泵)和系统平台，实时掌握抬升高度、钢轨应力的实时动态信息，提高了桥梁顶梁的准确性，通过系统调整各液压千斤顶的加载速率，保障顶梁期间的整体平衡，实现了抬升高度、钢轨应力可控，避免造成钢轨断裂导致铁路停运等事故。优选的，还包括供电系统，供电系统对前端设备、采集控制单元、系统平台进行供电。优选的，光纤光栅解调仪、采集仪、电动液压泵采用RJ45或光纤与系统平台进行有线连接。优选的，应力传感器为钢片式光纤光栅应力传感器，多个钢片式光纤光栅应力传感器采用光纤进行串联连接。优选的，钢片式光纤光栅应力传感器布设于顶梁桥墩中心上部钢轨位置,和50米范围内的钢轨胶结绝缘、焊接接头位置。优选的，所述液压千斤顶的数量为桥梁支座数量的两倍，设置于桥梁横断面支座两侧墩台。优选的，所述电动液压泵为多通道的加压设备，对各通道的加压速率进行调整。优选的，所述位移传感器为顶针式位移传感器，顶针式位移传感器的安装数量与液压千斤顶的数量一致，顶针式位移传感器固定在支座垫石上部，并与液压千斤顶保持在同一断面。一种采用了以上所述的铁路桥梁顶梁系统的铁路桥梁顶梁方法，包括如下步骤：S100进行所述铁路桥梁顶梁系统的安装；其中，将应力传感器布设于顶梁桥墩中心上部钢轨位置，和50米范围内的钢轨胶结绝缘、焊接接头位置；将液压千斤顶设置于桥梁横断面支座两侧墩台；将位移传感器固定在支座垫石上部，并与液压千斤顶保持在同一断面；S200进行加压操作，利用液压千斤顶将箱梁抬高，在加压过程中实时检测钢轨的应力，当测得的钢轨应力大于应力阈值时，立即结束顶梁施工；将加压过程分为N级，N大于0，每一级加压过程中，在钢轨应力始终小于应力阈值时，实时检测支座上板各点的位移，当支座上板任意两点的位移差值超过位移误差阈值时，调整各液压千斤顶的加压速率，保证顶梁按同一位移速率抬升，直到每级达到位移阈值，进入下一级加压过程；S300当最后一级加压过程结束，在支座上板和下板间增加钢板；S400进行泄压操作，利用液压千斤顶使箱梁下降。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种铁路桥梁顶梁检测系统及方法，包括前端设备(应力传感器、位移传感器、液压千斤顶)、采集控制单元(光纤光栅解调仪、采集仪、电动液压泵)和系统平台，实时掌握抬升高度、钢轨应力的实时动态信息，提高了桥梁顶梁的准确性，通过系统调整各液压千斤顶的加载速率，保障顶梁期间的整体平衡，实现了抬升高度、钢轨应力可控，避免造成钢轨断裂导致铁路停运等事故。附图说明图1是本系统的横断面安装示意图。图2是本系统的纵断面安装示意图。图3为本系统的结构示意图。图4为本专利技术方法流程图示意图。图中标记：1-简支箱梁，2-支座，3-位移传感器，4-液压千斤顶，5-桥梁墩承台，6-轨道板，7-钢轨，8-光纤光栅应力传感器，9-光纤，10-光纤光栅解调仪，11-采集仪，12-线缆，13-液压管，14-电动液压泵，15-桥墩，16-系统平台，17-供电系统。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术作详细的说明。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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。如图3所示的一种铁路桥梁顶梁检测系统，包括前端设备、采集控制单元和一台系统平台16，以及一套供电系统17；前端设备包括多台应力传感器、多台位移传感器3和多台液压千斤顶4；采集控制单元包括一台光纤光栅解调仪10、一台采集仪11、一台电动液压泵14。一台光纤光栅解调仪10与多台应力传感器通过有线连接，用于所述的应力传感器采集的光纤光栅信号进行处理和转换，并将数据传输的系统平台16；一台采集仪11与多台位移传感器3通过有线连接，用于所述的位移传感器3采集的信号进行滤波、整形等处理，并将数据传输的系统平台16；一台电动液压泵14与多台液压千斤顶4采用有线连接，用于所述的液压千斤顶4的加载速率控制；一台系统平台16与一台光纤光栅解调仪10、一台采集仪11和一台电动液压泵14采用有线连接，用于对所述的前端设备的参数设置、监测数据展示及加载过程调整等；一套供电系统17与前端设备、采集控制单元和系统平台16采用有线连接，对整个系统供电。具体的，如图1、图2所示，应力传感器为钢片式光纤光栅应力传感器8，传感器的数量根据现场实际情况进行确定，一般布设于顶梁桥墩15中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁路桥梁顶梁检测系统，其特征在于，包括前端设备、采集控制单元和系统平台；/n所述前端设备包括多台应力传感器、多台位移传感器和多台液压千斤顶；/n所述采集控制单元包括光纤光栅解调仪、采集仪、电动液压泵；/n多台应力传感器采集应力数据并发送光纤光栅解调仪，光纤光栅解调仪将处理转换后的应力数据传输到系统平台；/n多台位移传感器采集位移数据并发送采集仪，采集仪对位移数据进行滤波、整形并将处理后的位移数据传输到系统平台；/n电动液压泵输出控制信号至多台液压千斤顶，控制液压千斤顶的加载速率；/n工作时，所述系统平台输出信号至光纤光栅解调仪、采集仪、电动液压泵，系统平台对前端设备和采集控制单元的加载参数、采集频率、加载阈值进行设置，调整各液压千斤顶的加载速率，直至位移达到目标值停止加压。/n

【技术特征摘要】
1.一种铁路桥梁顶梁检测系统，其特征在于，包括前端设备、采集控制单元和系统平台；
所述前端设备包括多台应力传感器、多台位移传感器和多台液压千斤顶；
所述采集控制单元包括光纤光栅解调仪、采集仪、电动液压泵；
多台应力传感器采集应力数据并发送光纤光栅解调仪，光纤光栅解调仪将处理转换后的应力数据传输到系统平台；
多台位移传感器采集位移数据并发送采集仪，采集仪对位移数据进行滤波、整形并将处理后的位移数据传输到系统平台；
电动液压泵输出控制信号至多台液压千斤顶，控制液压千斤顶的加载速率；
工作时，所述系统平台输出信号至光纤光栅解调仪、采集仪、电动液压泵，系统平台对前端设备和采集控制单元的加载参数、采集频率、加载阈值进行设置，调整各液压千斤顶的加载速率，直至位移达到目标值停止加压。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括供电系统，供电系统对前端设备、采集控制单元、系统平台进行供电。


3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光纤光栅解调仪、采集仪、电动液压泵采用RJ45或光纤与系统平台进行有线连接。


4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述应力传感器为钢片式光纤光栅应力传感器，多个钢片式光纤光栅应力传感器采用光纤进行串联连接。


5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述钢片式光纤光栅应力传感器布设于顶梁桥墩中心上部钢轨位置,和50米范围内的钢轨胶结绝缘、焊接接头位置。


6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，高柏松，徐骏，张杰亮，杨国静，杨泉，郭海强，王占盛，杨淑梅，李炼，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51