[发明专利]轮轨力的综合测试方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及车辆-轨道轮轨力的检测及监测技术领域，应用于轨道监测及车辆运行安全监测过程中，特别涉及轮轨力的综合测试方法及装置。

背景技术

为保证高速铁路在铺设后的运行安全，有必要在运营过程中对车辆-轨道轮轨力进行准确监测，以确保轨道及车辆的运行安全。但由于钢轨底面至无砟轨道板表面的净空间狭窄，因此无法进行有效测量。针对上述问题，现有技术中普遍采用橡胶测力垫板的方式对垂向的轮轨力给予检测，但橡胶测力垫板在实施时，需要铺设于待检测轨道节点的下方，因此，不利于反复使用，降低了检测过程中的精度。同时，由于目前测量主要采用的传感器为板式传感器或梁式传感器，但是上述传感器在进行测量轮轨力的垂直力和横向力时，需要另外安装在待检测钢轨及扣件上，由此，破坏了既有安装扣件的整体结构，使安装方式繁复。采用特制的轨枕或轨道板结构，从而增加了成本。并且，由于传感器的嵌入使得轨枕组装高度增加，影响大机作业。

发明内容

针对上述现有技术中的缺陷，本发明解决了测量精度低、测量过程操作繁复的问题。

本发明提供了轮轨力综合测试方法，包括，步骤S101，在待检测钢轨的安装扣件底部设置第一垂向力传感器，在扣件的弹条螺栓连接部内设置第二垂向力传感器；步骤S102，在所述待检测钢轨的安装扣件侧方设置横向力传感器；步骤S103，将检测车辆施加于所述待检测钢轨的上方，通过所述第一垂向力传感器测试获取钢轨下压力R；通过所述第二垂向力传感器传感器获取双侧弹条作用于所述待检测钢轨上的弹条作用力T1、T2，通过所述横向力传感器获取所述待检测钢轨双侧横向力H1、H2；步骤S104，根据上述钢轨下压力R、弹条作用力T1、T2，及公式P＝R+T1+T2，获取所述待检测钢轨的垂直力P；根据上述双侧横向力H1、H2及公式H＝H1+H2，获取所述待检测钢轨的横向力H。

在一种优选的实施方式中，所述步骤S101中包括，步骤S1011，将第一垂向力传感器嵌入无砟轨道扣件的支撑垫板上或嵌入混凝土轨枕的轨下橡胶垫板内；步骤S1012，将所述第二垂向力传感器装在铁轨两侧紧固弹条的螺栓上或平垫圈与螺母之间。

在一种优选的实施方式中，所述步骤S102中包括：步骤S2011，将所述横向力传感器嵌入无砟轨道扣件的弹条固定块中或轨距挡板处；步骤S2012，将具有所述弹条固定块的无砟轨道扣件安装于所述待检测钢轨的两侧，使所述横向力传感器置于所述待检测钢轨的侧方。

在一种优选的实施方式中，所述步骤S103中还包括：若轨下压力R为有效测试值，则判断弹条作用力T1或T2是否为有效值，若否，则向外发出错误报警信息。

在本发明还提供了一种轮轨力综合测试装置，包括，支撑垫板、第一垂向力传感器、第二垂向力传感器及横向力传感器及轮轨力综合测试计算单元；在待检测钢轨的安装扣件底部设置第一垂向力传感器，在扣件的弹条螺栓连接部内设置第二垂向力传感器；在所述待检测钢轨的安装扣件侧方设置横向力传感器；所述第一垂向力传感器、第二垂向力传感器及横向力传感器的输出端与所述轮轨力综合测试计算单元的输入端连接；将检测车辆施加于所述待检测钢轨的上方，通过所述第一垂向力传感器测试获取钢轨下压力R；通过所述第二垂向力传感器传感器获取双侧弹条作用于所述待检测钢轨上的弹条作用力T1、T2，通过所述横向力传感器获取所述待检测钢轨双侧横向力H1、H2；所述综合测试计算单元根据上述钢轨下压力R、弹条作用力T1、T2，及公式P＝R+T1+T2，获取所述待检测钢轨的垂直力P；根据上述双侧横向力H1、H2及公式H＝H1+H2，获取所述待检测钢轨的横向力H。

在本发明的一种实施方式中，所述第二垂向力传感器设置于扣件的弹条螺栓的栓体中，或设置于所述扣压的弹条的平垫圈与螺母之间。

在本发明的一种实施方式中，所述第一垂向力传感器均匀设置于安装扣件的铁轨支撑部的支撑面区域内。

在本发明的一种实施方式中，在所述铁轨支撑部中均布多个轮辐环槽；沿所述轮辐环槽的径向设置多个轮辐臂，所述多个垂向力应变片传感器与所述轮辐臂固定连接。

在本发明的一种实施方式中，还包括，方形斜垫板，所述方形斜垫板与所述铁轨支撑部的支撑面固定连接。

在本发明的一种实施方式中，所述方形斜垫板的底面与所述支撑部的顶部之间内填充弹性密封胶，使所述方形斜垫板的底面与所述支撑部的顶部之间的安装间隙为0.1～0.5mm或1～2mm的安装间隙。