[实用新型]高速铁路轨下结构缺陷快速无损检测车

说明书

技术领域

本实用新型涉及高速铁路轨下结构服役状态及缺陷无损检测技术领域，具体涉及一种高速铁路轨下结构缺陷快速无损检测车。

背景技术

我国高铁正式投运时间尚短，无砟轨道病害检测方法研究相对滞后，高铁路基由于其结构复杂，相应的病害与缺陷形式多样，其中无砟轨道支承层底部脱空严重威胁高铁运行安全。目前仅有北京交通大学和各铁路设计院开展过无砟轨道路基病害检测工作。

无砟轨道结构无损检测目前主要采用探地雷达和冲击弹性波检测两种方法，因无砟轨道路基通常整体混凝土封闭，支承层底部与基床之间的空隙很小，有的可能只有毫米，探地雷达探测分辨率低，达不到查清无碴轨道支承层底部毫米级脱空状态的要求；另外，混凝土支承层底部中含有钢筋，对雷达电磁波信号造成屏蔽，影响支承层底部脱空状态的探测精度。冲击弹性波法是铁道第四勘察设计院集团公司提出的有效探测无砟轨道支承层底部脱空的方法(专利号：ZL2015 1 0019699.0)，该方法不受不受钢筋屏蔽影响，通过弹性波波形特征、频谱特征判识无砟轨道支承层是否脱空，目前该方法采用人工小锤敲击激发，点测方式采集数据，敲击激发能量不稳定、测点测量精度差、工作效率低，不能满足高铁快速检测的要求，因此有必要对冲击弹性波检测装置进行改进，研究快速的检测装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高速铁路轨下结构缺陷快速无损检测车，该检测装置无需使用任何耦合剂，结构简单，环境适应力强，能够实现对高速铁路无砟轨道轨下结构缺陷快速扫查。

为解决上述技术问题，本实用新型公开的一种高速铁路轨下结构缺陷快速无损检测车，其特征在于，它包括轨道监测车、信号发射单元、信号接收单元、超磁致换能器、轮毂式振动传感器，所述信号发射单元、信号接收单元、超磁致换能器和轮毂式振动传感器均设置在轨道监测车上，所述超磁致换能器用于垂直向下在被测无砟轨道板上激发500HZ～10kHZ的高频弹性波信号；所述轮毂式振动传感器的信号输出端连接信号接收单元的信号输入端，所述轮毂式振动传感器用于在轨道监测车对铁路轨道进行检测时在被测无砟轨道板上滚动并检测被测无砟轨道板上反射的振动信号，所述信号发射单元的信号输出端连接超磁致换能器的信号输入端；所述超磁致换能器的振动信号发射端与轮毂式振动传感器位于同一条直线，所述轮毂式振动传感器中的中心轮能在被测无砟轨道板上沿铁路线路方向滚动。

本实用新型的有益效果：

(1)与传统冲击弹性波法比较，本实用新型提出采用超磁致换能器代替传统手工小锤作为激发源，超磁致换能器是采用超大磁致伸缩材料棒为基本结构，适用于大体积混凝土等结构无损检测信号发射源。其特点是发射功率大、频带宽、重复性好、余振小、延时短而固定、转换效率高、体积小的特点，适用于无砟轨道支承层底部脱空检测要求。

(2)与传统冲击弹性波法比较，本实用新型提出轮毂式传感器代替单个传感器接收振动信号，即将多个振动传感器等角度内置于轮毂中，实现连续滚动测量，极大的加快了测试速度。

(3)与传统冲击弹性波法人工单点数据采集比较，本实用新型提出快速无损检测方式实现自动连续滚动式测量，检测效率高，特别适合于运营高速铁路天窗时间作业。

附图说明

图1为本实用新型工作状态结构示意图。

图2为本实用新型中高铁无砟轨道无损检测测线布置示意图；

其中，1—轨道监测车、2—超磁致换能器、3—轮毂式振动传感器、4—信号发射单元、5—信号接收单元、6—模数转换系统、7—处理器、8—存储单元、9—显示单元、10—被测无砟轨道板、11—测线、12—CA砂浆层、13—支承层、14—辅助运行轮

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：