轨道负载检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种轨道负载检测系统，属于轨道交通领域。包括检测区的钢轨和轨枕，以及设置在钢轨上的剪力传感器，对于其中一侧的钢轨，每相邻两个轨枕内的一段钢轨的轨腰上均设置有不小于两个检测位置，每个检测位置上均设置有剪力传感器；相邻两个轨枕内的相邻的两个检测位置的剪力传感器组桥，相邻两个轨枕内的设定检测位置的剪力传感器与下一相邻两个轨枕内的设定检测位置的剪力传感器组桥；每个剪力传感器均与处理器连接。本发明专利技术不使用称重传感器，结构简单，安装方便，无需对既有路基、轨枕、或扣件进行改造，可完成现有技术无法完成的项目如高铁、地铁等对改造敏感、施工时间限制，减少了施工时间、成本及施工带来的安全隐患。患。患。

【技术实现步骤摘要】
轨道负载检测系统


[0001]本专利技术涉及轨道交通领域，特别是指一种轨道负载检测系统。

技术介绍

[0002]车轮与轨道间的相互作用直接影响着铁路行车安全、轮轨的磨损以及维修，目前国内铁路、地铁及城市轨道行业大量安装了不断轨轨道，测量车轮与不断轨轨道之间的相互作用力通过轨道称重装置进行计量。
[0003]具体的，通过安装于钢轨上的剪力传感器，将检测区与线路进行力学分割，通过检测区内设置称重传感器配合剪力传感器，消除线路通过钢轨对检测区内的力学影响，从而完成称重。然而，这种方法需要两种传感器配合工作，尤其是称重传感器，其弹性体需要一定的安装空间，因此其外形尺寸有最小限制。
[0004]在称重传感器安装中，需对原有轨枕、道床或扣件等进行改造。施工工作量大、过程复杂(如破碎原有结构，浇筑新的结构)、周期长，由此带来施工、运行等安全隐患。使得该检测方式不适用于如高铁线路、动车线路、地铁线路等场合。这些场合如果改造原有结构，天窗期(可上道施工的时间)短，如地铁通常时每天3小时，高铁天窗期不定。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种轨道负载检测系统，结构简单，安装方便，减少了施工时间、成本及施工带来的安全隐患。
[0006]本专利技术提供技术方案如下：
[0007]一种轨道负载检测系统，包括检测区的钢轨和轨枕，以及设置在所述钢轨上的剪力传感器，其中：
[0008]两侧的钢轨按照相同的方式安装所述剪力传感器，对于其中一侧的钢轨，每相邻两个轨枕内的一段钢轨的轨腰上均设置有不小于两个检测位置，每个检测位置上均设置有剪力传感器；相邻两个轨枕内的相邻的两个检测位置的剪力传感器组桥，相邻两个轨枕内的设定检测位置的剪力传感器与下一相邻两个轨枕内的设定检测位置的剪力传感器组桥；每个剪力传感器均与处理器连接。
[0009]进一步的，每相邻两个轨枕内的一段钢轨的轨腰上的检测位置的数量为两个，按照检测位置的顺序，第N个检测位置与第N+1个检测位置的剪力传感器组桥，第N个检测位置与第N+3个检测位置的剪力传感器组桥，其中N＝1，3，5，7，
…
。
[0010]进一步的，所述检测区位于钢轨的平直段，所述检测区的长度大于车轮的周长，距离所述轨枕最近的检测位置与所述轨枕之间的间距不小于所述钢轨高度的一半，相邻两个轨枕内的相邻的两个检测位置的间距范围为200～300mm。
[0011]进一步的，每个检测位置均设置有两个剪力传感器，同一检测位置的两个剪力传感器对称安装在所述轨腰的检测位置的两侧。
[0012]进一步的，所述剪力传感器通过安装支架安装在所述钢轨的轨腰上，其中：
[0013]所述安装支架包括对称的两个支架单元，两个支架单元对称设置在所述钢轨两侧，每个支架单元的上部通过第一组螺栓将所述剪力传感器压紧在所述钢轨的轨腰侧面上，两个支架单元的下部通过第二组螺栓连接紧固在一起。
[0014]进一步的，所述支架单元包括传感器安装部和支架单元连接部，所述传感器安装部位于所述钢轨的轨腰外侧设定距离处，所述支架单元连接部位于所述传感器安装部下方，并且所述支架单元连接部从所述钢轨底部向所述钢轨内侧延伸；
[0015]每个支架单元的传感器安装部上通过所述第一组螺栓将所述剪力传感器压紧在所述钢轨的轨腰侧面上，两个支架单元的支架单元连接部通过所述第二组螺栓连接紧固在一起。
[0016]进一步的，第一组螺栓与所述剪力传感器之间设置有碟簧垫片，所述安装支架外设置有防护罩。
[0017]进一步的，所述支架单元的下部内侧的形状与所述钢轨下部的形状对应。
[0018]本专利技术具有以下有益效果：
[0019]与现有技术比较，本专利技术不使用称重传感器，只需在检测区内，每两个轨枕之间的钢轨上，优选轨腰中部，安装剪力传感器即可，相邻两轨枕之间安装至少2组剪力传感器。剪力传感器连续布置，获得需要的检测区长度，连续的剪力传感器的设置，并进行本专利技术的特定的组桥方案以及数据处理方案，可以获得车辆的精准重量，同时获取每个车轮转动一周的波形。根据波形进行特定的处理，即可完成称重以及踏面损伤的检测。
[0020]本专利技术不使用称重传感器，结构简单，安装方便，无需对既有路基、轨枕、或扣件进行改造，可完成现有技术无法完成的项目如高铁、地铁等对改造敏感、施工时间限制(天窗期短，通常每天为3小时)，减少了施工时间、成本及施工带来的安全隐患。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的轨道负载检测系统的侧视图；
[0022]图2为本专利技术的轨道负载检测系统的俯视图；
[0023]图3为剪力传感器组桥的示意图；
[0024]图4为剪力传感器的安装截面图；
[0025]图5为剪力传感器的安装侧视图；
[0026]图6为第1检测位置的剪力传感器的波形示例图；
[0027]图7为第4检测位置的剪力传感器的波形示例图；
[0028]图8为图6和图7相加后的合成波形示例图；
[0029]图9为各个合成波形组成的波形曲线图；
[0030]图10为波形曲线图进行直线拟合后的示意图；
[0031]图11为波形曲线图进行曲线拟合后的示意图；
[0032]图12为车轮扁疤缺陷对应的拟合曲线；
[0033]图13为车轮多边形缺陷对应的拟合曲线。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具
体实施例进行详细描述。
[0035]本专利技术提供一种轨道负载检测系统，如图1
‑
5所示所示，包括检测区的钢轨1和轨枕2，以及设置在钢轨1上的剪力传感器3，其中：
[0036]两侧的钢轨按照相同的方式安装剪力传感器3，对于其中一侧的钢轨1，每相邻两个轨枕2内的一段钢轨的轨腰4上均设置有不小于两个检测位置5，每个检测位置5上均设置有剪力传感器3；相邻两个轨枕2内的相邻的两个检测位置5的剪力传感器组桥，相邻两个轨枕2内的设定检测位置的剪力传感器与下一相邻两个轨枕2内的设定检测位置的剪力传感器组桥；每个剪力传感器3均与处理器连接。
[0037]现有技术则需要将原有轨枕拆除，换成可安装称重传感器的轨枕，如果是整体道床或轨道板，则需将轨枕部分改造，将原有轨枕刨除，改造为可适合安装垂向力传感器的轨枕，施工量大，周期长，尤其是改造过程中需协调新灌材料的养护、过渡期的支护等问题，因此通常需要大于2个月以上的施工周期，同时因对原有结构的改变，带来未知的安全隐患。
[0038]与现有技术比较，本专利技术不使用称重传感器，只需在检测区内，每两个轨枕之间的钢轨上，优选轨腰中部，安装剪力传感器即可，相邻两轨枕之间安装至少2组剪力传感器。剪力传感器连续布置，获得需要的检测区长度，连续的剪力传感器的设置，并进行本专利技术的特定的组桥方案以及数据处理方案，可以获得车辆的精准重量，同时获取每个车轮转动一周的波形。根据波形进行特定的处理，即可完成称本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨道负载检测系统，其特征在于，包括检测区的钢轨和轨枕，以及设置在所述钢轨上的剪力传感器，其中：两侧的钢轨按照相同的方式安装所述剪力传感器，对于其中一侧的钢轨，每相邻两个轨枕内的一段钢轨的轨腰上均设置有不小于两个检测位置，每个检测位置上均设置有剪力传感器；相邻两个轨枕内的相邻的两个检测位置的剪力传感器组桥，相邻两个轨枕内的设定检测位置的剪力传感器与下一相邻两个轨枕内的设定检测位置的剪力传感器组桥；每个剪力传感器均与处理器连接。2.根据权利要求1所述的轨道负载检测系统，其特征在于，每相邻两个轨枕内的一段钢轨的轨腰上的检测位置的数量为两个，按照检测位置的顺序，第N个检测位置与第N+1个检测位置的剪力传感器组桥，第N个检测位置与第N+3个检测位置的剪力传感器组桥，其中N＝1，3，5，7，
…
。3.根据权利要求2所述的轨道负载检测系统，其特征在于，所述检测区位于钢轨的平直段，所述检测区的长度大于车轮的周长，距离所述轨枕最近的检测位置与所述轨枕之间的间距不小于所述钢轨高度的一半，相邻两个轨枕内的相邻的两个检测位置的间距范围为200～300mm。4.根据权利要求2或3所述的轨道负载检测系统，其特征在于，每个检测位...

【专利技术属性】
技术研发人员：李溯，张英杰，
申请(专利权)人：北京交跃通达检测科技有限公司，
类型：发明
国别省市：