地铁预制板式无砟轨道自密实层的质量快速评估方法技术

本发明专利技术公开了地铁预制板式无砟轨道自密实层的质量快速评估方法，包含以下步骤：S101、布置测点；S102、缺陷点的初步定位；S103、计算缺陷点的导纳率变化指数ROC；S104、根据导纳率变化指数ROC确定风险等级；S105、计算轨道板的病害程度值A；S106、病害程度的量化评估。本发明专利技术的有益效果为：通过测点的导纳率进行缺陷点的定位，然后根据缺陷点引出导纳率变化指数ROC的概念，通过ROC反应自密实层上缺陷点对应点位的风险等级，并根据风险等级计算轨道板的病害程度值，通过病害程度值的量化判断，量化了具体的评估值，提高了质量评估效率，建立了一种快速、有效、可以量化的无砟轨道自密实层的质量评估方法。的质量评估方法。的质量评估方法。

【技术实现步骤摘要】
地铁预制板式无砟轨道自密实层的质量快速评估方法


[0001]本专利技术涉及城市轨道交通轨道
，尤其是地铁预制板式无砟轨道自密实层的质量快速评估方法。

技术介绍

[0002]在我国高速铁路上研究超声波法、红外热成像法、探地雷达法、冲击回波法等评价自密实混凝土施工质量，而地铁板式无砟轨道结构与CRTSⅢ型板式无砟轨道结构不同，其土工布在预制板与自密实层之间，甚至部分无砟轨道中间还存在减振垫，声波无法穿透土工布，同时自密实层内钢筋网的存在对于电磁波干扰较大，这些技术均难以应用到地铁预制板式无砟轨道自密实层的无损检测。
[0003]自密实混凝土充填层采用封闭模腔灌注施工，依靠模板边角出料判断灌注终点，以目测四边密贴情况来评价其灌注饱满度，而内部自密实层灌注状况无法观测，由施工原因造成自密实层灌注不饱满、泌水离析等问题。揭板试验作为现有的检测方法，虽然可以直接观察到自密实混凝土充填层的质量状况，但耗费的人力物力大、成本高，且在线上地铁狭小空间下揭板难度大、效率低。亟需一种快速、有效、可以量化的无砟轨道自密实层的质量评估方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供地铁预制板式无砟轨道自密实层的质量快速评估方法，可以量化评估值，提高质量评估效率。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：地铁预制板式无砟轨道自密实层的质量快速评估方法，它包含以下步骤：S101、布置测点：对轨道板上表面进行网格划分并对网格线进行边缘控制，形成均匀分布的测点，所述测点距边缘的距离不低于30cm，根据测点位置，将所述测点划分为边缘测点和内部测点，所述边缘测点为网格划分时最外层的测点，形成的其余测点则为内部测点；S102、缺陷点的初步定位：对布置的所有测点依次进行脉冲响应测试，得到该测点的导纳率，根据无砟轨道的类型确定缺陷点的定位规则；对于土工布型的无砟轨道，若边缘测点导纳率大于2.5，则该边缘测点为缺陷点，内部测点导纳率大于1.0，则该内部测点为缺陷点，其余测点则为非缺陷点；对于平板式减振垫的无砟轨道，若边缘测点导纳率超过8.0，则该边缘测点为缺陷点，内部测点导纳率超过4.5，则该内部测点为缺陷点，其余测点则为非缺陷点；对于锥形减振垫的无砟轨道，若边缘测点导纳率超过7.0，则该边缘测点为缺陷点，内部测点导纳率超过4.0，则该内部测点为缺陷点，其余测点则为非缺陷点；S103、计算缺陷点的导纳率变化指数ROC，所述导纳率变化指数ROC按照以下公式计算：
ROC=（R1‑
R0）/R0，其中，R0表示非缺陷点的导纳率，R1表示该缺陷点的导纳率；S104、根据导纳率变化指数ROC确定风险等级：导纳率变化指数ROC≤2，则该缺陷点为I级缺陷点，2＜ROC＜3，则该缺陷点为II级缺陷点，ROC≥3，则该缺陷点为III级缺陷点；S105、计算轨道板的病害程度值A，A=N1*A1+N2*A2+N3*A3，其中，N1为该轨道板上达到I级缺陷点的总测点数，N2为该轨道板上上达到II级缺陷点的总测点数，N3为该轨道板上上达到III级缺陷点的总测点数，A1为I级缺陷点的病害程度值，A2为II级缺陷点的病害程度值，A3为III级缺陷点的病害程度值；S106、病害程度的量化评估：若计算出轨道板的病害程度值A≥A0，则该轨道板不合格，其中A0为预设的最大病害程度值。
[0006]机械阻抗表示机械系统特性，是解决机械系统耦合问题的一个重要工具，它反映的是结构的响应特性，对于均匀板状结构机械阻抗就是其特性阻抗。机械阻抗的倒数为机械导纳。机械阻抗根据所选取的运动量可分为位移阻抗（又叫动刚度）、速度阻抗和加速度阻抗(又叫有效质量)三种。多自由度系统的机械阻抗常用矩阵形式表示。阻抗矩阵中的对角元素表示同一点的力和响应之比，称为原点阻抗；非对角元素表示不同点的力和响应之比，称为跨点阻抗。阻抗矩阵元素很难测量，因为它要求系统中只能一点有响应；而导纳矩阵元素（要求只在一点加力）则容易测量。
[0007]本申请采用导纳法无损检测，通过混凝土脉冲响应测试仪对板进行脉冲响应测试（SIR），通过原点敲击测试，力锤记录力的激励时程曲线，传感器记录速度响应时程曲线，即速度导纳，通过快速傅里叶变换转化为频响函数(传递函数)，通过对频响函数内的频率、幅值等信息分析，建立自密层的缺陷与导纳函数的相关关系，进而通过图像处理技术将自密实层的质量状况再现还原。
[0008]导纳谱的计算如下：M(f)=(V(f)
×
F*(f))/(F(f)
×
F*(f))，其中，M(f)=导纳谱；V(f)=速度谱；F(f)=冲击力谱；F*(f)=力谱的复共轭谱，分子是力和速度的互功率谱，分母是力的功率谱。对力谱的复共轭谱进行矩阵乘法，因为速度谱和冲击力谱是复数矩阵。按照复数除法的规则，分子和分母必须乘以分母的共轭复数，即力谱。
[0009]如采用ZD28混凝土无损脉冲响应测试仪，该设备依据的是ASTM标准《脉冲响应法评估混凝土板状态标准规范》c1740
‑
2010。该标准中所说的脉冲指瞬态冲击力，响应为混凝土结构的振动速度，记录冲击力信号和振动信号，并计算混凝土板的机械导纳谱，以及由导纳谱曲线的变化求取的一些特征参数，如动刚度，导纳率，导纳均值，导纳曲线的斜率等。导纳率可在一定程度上反馈信息，导纳率比值越高，说明轨道板下方支撑条件越差或存在空洞，但通过还仪器还不能进行量化的分析。
[0010]所述测点之间的距离为50
‑
70cm。
[0011]所述R0为该块轨道板上所有非缺陷点的平均值。
[0012]所述A0、A1、A2以及A3的值在测试前指定具体数值，其中A0的值为该轨道板上允许出现的最大I级缺陷点总数的病害程度值。通过预设的阈值进行量化处理，可以直观反应出该轨道板的危害程度值。需要说明的，A0、A1、A2以及A3可以通过模拟实验得到最佳数值，在实际检测过程中可以对该数值进行调整，比如A0针对一个区域内最佳值为6，但实际调整为A0为5，则代表判断标准更加严格，得到不符合要求的结论更多，相反则标准降低而已。在此
不一一论述。
[0013]所述A0的值为6，A1的值为1，A2的值为2，A3的值为6。
[0014]所述I级缺陷点是指该缺陷点下方对应的自密实混凝土层的点位在30cm区域内分布为大小6cm2‑
30cm2的泡孔。
[0015]所述II级缺陷点是指该缺陷点下方对应的自密实混凝土层的点位在30cm区域内分布为大小30cm2
‑
50cm2的泡孔。
[0016]所述III级缺陷点是指该缺陷点下方对应的自密实混凝土层的点位在30cm区域内分布为大小超过50cm2的泡孔。
[0017]导纳率可有效反映中间采用有土工布或减振垫的板式轨道下自密实混凝土支撑条件的变化，且随着自密实混凝土界面缺陷程度的增大而增大。减振垫型相比于土工布型，进一步弱化了自密实层对轨道板的支撑条件，导致轨道板总体导纳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.地铁预制板式无砟轨道自密实层的质量快速评估方法，其特征在于，它包含以下步骤：S101、布置测点：对轨道板上表面进行网格划分并对网格线进行边缘控制，形成均匀分布的测点，所述测点距边缘的距离不低于30cm，根据测点位置，将所述测点划分为边缘测点和内部测点，所述边缘测点为网格划分时最外层的测点，形成的其余测点则为内部测点；S102、缺陷点的初步定位：对布置的所有测点依次进行脉冲响应测试，得到该测点的导纳率，根据无砟轨道的类型确定缺陷点的定位规则；对于土工布型的无砟轨道，若边缘测点导纳率大于2.5，则该边缘测点为缺陷点，内部测点导纳率大于1.0，则该内部测点为缺陷点；对于平板式减振垫的无砟轨道，若边缘测点导纳率超过8.0，则该边缘测点为缺陷点，内部测点导纳率超过4.5，则该内部测点为缺陷点；对于锥形减振垫的无砟轨道，若边缘测点导纳率超过7.0，则该边缘测点为缺陷点，内部测点导纳率超过4.0，则该内部测点为缺陷点；S103、计算缺陷点的导纳率变化指数ROC，所述导纳率变化指数ROC按照以下公式计算：ROC=（R1‑
R0）/R0，其中，R0表示非缺陷点的导纳率，R1表示该缺陷点的导纳率；S104、根据导纳率变化指数ROC确定风险等级：导纳率变化指数ROC≤2，则该缺陷点为I级缺陷点，2＜ROC＜3，则该缺陷点为II级缺陷点，ROC≥3，则该缺陷点为III级缺陷点；S105、计算轨道板的病害程度值A，A=N1*A1+N2*A2+N3*A3，其中，N1为该轨道板上达到I级缺陷点的总测点数，N2为该轨道板上上达到II级缺陷点的总测点数，N3为该轨道板上上达到III级缺陷点的总测点数，A1为I级缺陷点的病害程度值，A2...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐长宁，徐超，刘志权，柴剑平，史雪松，陈旭，谷佶，赵云峰，王超，
申请(专利权)人：中铁三局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：