本申请涉及一种轮轨力监测装置及监测方法，其涉及轨道工程领域，该轮轨力监测装置包括滑槽盆、楔块和顶板，滑槽盆上设置有滑槽，滑槽的两侧设置有限位挡块，楔块相对设置在滑槽中，且楔块之间间隔设置有至少两个紧固器件，紧固器件上设置有测力器件，顶板包括顶部平板和斜面凸块，顶部平板上设置有用于安装轨道的弹条底座，且弹条底座的排列方向与斜面凸块的斜面长度方向垂直，顶板通过斜面凸块的斜面与楔块的楔形面的配合安装在楔块上，在斜面凸块的两侧与限位挡块之间设置有压力检测器件，顶板与滑槽盆之间设置有锁紧结构。本申请的轮轨力监测装置能够提高地面监测的稳定性，延长有效监测期限。本申请还提供了一种轮轨力的监测方法。方法。方法。
【技术实现步骤摘要】
一种轮轨力监测装置及监测方法
[0001]本申请涉及轨道工程领域，尤其是涉及一种轮轨力监测装置，此外，本申请还涉及一种轮轨力的监测方法。
技术介绍
[0002]随着轨道交通运行速度的不断提高，车辆与轨道之间的相互作用愈发剧烈，给机车的运行安全带来了巨大挑战。尤其是行车密度极高﹑乘客流量巨大的城市轨道交通，一旦在运营期间突发严重的轮轨接触不良问题，可能直接导致列车脱轨，带来难以估量的经济损失和人身安全灾难。因此，针对轮轨相互作用开展长期监测，对保障铁路运营安全、提升轨道系统长期服役性能具有重要意义。近年来，轮轨相互作用安全监测已成为国内外学者研究的一大热点，而轮轨相互作用监测的关键指标是对轮轨垂向力和横向力的实时监测。
[0003]目前对轮轨力的测试分为车载测试和地面测试。车载测试方法尽管能够达到较高的测量精度，但需要制备特殊的测力轮对，不仅测试成本较高，且只能检测轨道异常状态导致的轮轨作用关系的改变。通常仅用于周期性(每月2～3次)的轮轨作用关系检测，难以满足全天候安全服役状态监测的需要。在地面测试方面，根据国家安全生产监督管理总局发布的行业标准《轮轨横向力和垂向力地面测试方法》中规定，通常在钢轨上粘贴电阻式应变片，利用组成的惠斯通电桥计算动态轮轨力。但由于电阻式应变片属于有源传感元件，存在防水、抗电磁干扰、耐高温、耐腐蚀等方面性能的不足，长期使用中不可避免地会产生粗大噪声及基线漂移；而且，粘贴在轨道上的电阻式应变片经过长期的轨道振动和水分、灰尘的侵蚀，也可能出现粘结松动，影响了轮轨力的长期监测的精度和监测稳定性，具有有效监测期限短，监测结果稳定性差的缺陷。
技术实现思路
[0004]为了提高轮轨力地面监测的稳定性，延长有效监测期限，本申请提供一种轮轨力监测装置及监测方法。
[0005]本申请提供的轮轨力监测装置采用如下的技术方案：一种轮轨力监测装置，包括滑槽盆、楔块和顶板，所述滑槽盆上设置有滑槽，所述滑槽的两侧设置有限位挡块，所述楔块相对设置在所述滑槽中，且所述楔块之间间隔设置有至少两个紧固器件，所述紧固器件上设置有测力器件，所述顶板包括顶部平板和斜面凸块，所述顶部平板上设置有用于安装轨道的弹条底座，且所述弹条底座的排列方向与所述斜面凸块的斜面长度方向垂直，所述顶板通过所述斜面凸块的斜面与所述楔块的楔形面的配合安装在所述楔块上，在所述斜面凸块的两侧与所述限位挡块之间设置有压力检测器件，所述顶板与所述滑槽盆之间设置有锁紧结构。
[0006]通过采用上述技术方案，利用斜面凸块与楔形块之间的斜面配合，能够将顶板所承受的轨道压力，转换为紧固器件上的张力，从而能够利用测力器件监测对紧固器件的张力进行监测，形成对轨道垂向力的监测；利用设置在两侧限位挡块与斜面凸块之间的压力
检测器件，能够监测顶板所受到的横向力，形成对轨道横向力的监测；利用弹条底座排列方向与斜面凸块的斜面长度方向垂直的设置，能够将顶板所受到的横向力转换成不同紧固器件上张力分布的变化，从而能够利用对不同紧固器件张力分布的监测，监测轨道所受到的横向力；利用设置在顶板与滑槽盆之间的锁紧机构，能够对顶板、楔块和滑槽盆进行预紧固，在紧固器件上形成一定的基础张力，提高测力器件检测结果的稳定性。
[0007]在一个具体的可实施方案中，所述滑槽盆和顶板的周边的对应位置设置有锁紧螺孔，并通过锁紧螺栓穿过对应的所述锁紧螺孔连接所述滑槽盆与所述顶板，形成所述锁紧结构。
[0008]通过采用上述技术方案，利用锁紧螺栓穿过锁紧螺孔作为锁紧结构，结构更加简单，对锁紧力的调整也更加方便；锁紧螺孔设置在滑槽盆和顶板周边的设置，不仅能够形成均衡的锁紧力，而且能够减小锁紧螺栓对周边其他结构的影响，保证轮轨力监测结果的稳定性。
[0009]在一个具体的可实施方案中，所述紧固螺栓穿过所述滑槽盆旋入所述轨道的道床中，将所述滑槽盆和顶板固定在道床上，并形成所述顶板、楔块、滑槽盆和道床之间的预紧固。
[0010]通过采用上述技术方案，利用紧固螺栓旋入道床中的结构，能够在保持紧固螺栓预紧固作用的同时，还能够将顶板及顶板上的轨道扣件系统固定在道床上，起到传统的螺旋道钉的作用。
[0011]在一个具体的可实施方案中，所述楔块与所述斜面凸块的高度相同，通过所述紧固器件能够调整所述斜面凸块在所述楔块上的安装位置，以能够调整所述楔块顶部与所述顶部平板之间的间隙大小，和所述斜面凸块底部与所述滑槽盆之间的间隙大小。
[0012]通过采用上述技术方案，利用紧固器件能够调整相对楔块之间的间距，使得斜面凸块安装在楔块楔形面上的不同位置，从而能够调整顶部平板的安装高度，起到调整轨道高度的作用；利用楔块顶部与顶部平板之间的间隙，和斜面凸块底部与滑槽盆之间的间隙，能够在车轮通过轨道时，形成斜面凸块在楔形块上的滑动，将车轮对轨道的垂向力转化成推动楔形块向外侧运动的推力，防止楔块的顶部与顶部平板，以及斜面凸块的底部与滑槽盆之间相接触，影响轮轨垂向力的检测精度。
[0013]在一个具体的可实施方案中，所述楔块设置有两个，两个所述楔块上的对应位置分别设置有三个紧固孔，所述紧固器件为紧固螺栓，所述紧固螺栓设置有三个，每个紧固螺栓分别穿过两个所述楔块上对应的一个所述紧固孔，形成两个所述楔块之间的紧固连接，所述测力器件为环形压向力传感器，所述测力器件设置在所述紧固螺栓与所述楔块之间；所述斜面凸块上设置有供所述紧固螺栓通过的螺栓避让槽。
[0014]通过采用上述技术方案，利用三个紧固螺栓穿过设置在两个楔块上的三个紧固孔，能够将斜面凸块对楔块的垂向压力，转换成散布在三个紧固螺栓上的张力，一方面能够减轻每个紧固螺栓所承受的张力大小，另一方面有利于保持顶板受到侧向力时的稳定性；利用设置在斜面凸块上的螺栓避让槽，能够避免顶板升降时斜面凸块与紧固螺栓之间形成干涉，影响楔形块作用在紧固螺栓上形成的张力的检测精度。
[0015]在一个具体的可实施方案中，所述限位挡块上设置有锚固螺孔，所述限位挡块(12)通过与所述锚固螺孔(121)螺纹配合的锚固螺栓与所述压力检测器件(13)相连接。
[0016]通过采用上述技术方案，利用锚固螺栓穿过锚固螺孔与压力检测器件相连接的设置，能够通过旋转锚固螺栓调节压力检测器件与斜面凸块之间的压力，有利于调整斜面凸块与限位挡块之间的初始压力，使得压力检测器件具有一个合理的初始检测值，能够提高压力检测器件检测结果的稳定性。
[0017]本申请提供的轮轨力监测方法采用如下的技术方案：一种轮轨力监测方法，使用本申请提供的轮轨力监测装置进行轮轨力的监测，包括如下步骤：获取各所述测力器件检测到的紧固张力；根据所述楔块的楔形面角度计算轮轨垂向力V；计算总轮轨垂向力；获取两侧所述压力检测器件检测到的侧向压力N2、N2’
；计算轮轨横向力H。
[0018]通过采用上述技术方案，由于轮轨垂向力作用在顶板上，并通过斜面凸块与楔块之间的斜面作用，转化成推动推动楔块向两侧运动的推力，而该推力又作用在紧固器件上，形成紧固器件上的张力，利用测力器件本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种轮轨力监测装置，其特征在于：包括滑槽盆(1)、楔块(2)和顶板(3)，所述滑槽盆(1)上设置有滑槽(11)，所述滑槽(11)的两侧设置有限位挡块(12)，所述楔块(2)相对设置在所述滑槽(11)中，且所述楔块(2)之间间隔设置有至少两个紧固器件(21)，所述紧固器件(21)上设置有测力器件(22)，所述顶板(3)包括顶部平板(31)和斜面凸块(32)，所述顶部平板(31)上设置有用于安装轨道的弹条底座(311)，且所述弹条底座(311)的排列方向与所述斜面凸块(32)的斜面长度方向垂直，所述顶板(3)通过所述斜面凸块(32)的斜面与所述楔块(2)的楔形面的配合安装在所述楔块(2)上，在所述斜面凸块(32)的两侧与所述限位挡块(12)之间设置有压力检测器件(13)，所述顶板(3)与所述滑槽盆(1)之间设置有锁紧结构。2.根据权利要求1所述的轮轨力监测装置，其特征在于：所述滑槽盆(1)和顶板(3)的周边的对应位置设置有锁紧螺孔(41)，并通过锁紧螺栓(42)穿过对应的所述锁紧螺孔(41)连接所述滑槽盆(1)与所述顶板(3)，形成所述锁紧结构。3.根据权利要求2所述的轮轨力监测装置，其特征在于：所述锁紧螺栓(42)穿过所述滑槽盆(1)旋入所述轨道的道床中，将所述滑槽盆(1)和顶板(3)固定在道床上，并形成所述顶板(3)、楔块(2)、滑槽盆(1)和道床之间的预紧固。4.根据权利要求1所述的轮轨力监测装置，其特征在于：所述楔块(2)与所述斜面凸块(32)的高度相同，通过所述紧固器件(21)能够调整所述斜面凸块(32)在所述楔块(2)上的安装位置，以能够调整所述楔块(2)顶部与所述顶部平板(31)之间的间隙大小，和所述斜面凸块(32)底部与所述滑槽盆(1)之间的间隙大小。5.根据权利要求1所述的轮轨力监测装置，其特征在于：所述楔块(2)设置有两个，两个所述楔块(2)上的对应位置分别设置有三个的紧固孔(23)，所述紧固器件(21)为紧固螺栓，所述紧固螺栓设置有...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱利明，陈彦铭，佘才高，黎庆，朱思遥，张明，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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