[发明专利]一种基于钢轨竖向振动特性检测轨下垫板刚度的方法

说明书

本发明公开了一种基于钢轨竖向振动特性检测轨下垫板刚度的方法，所述垫板设置在钢轨与轨枕之间，该方法包括以下步骤：测量所述钢轨的特性参数；确定所述钢轨的竖向二阶共振频率与轨下垫板刚度之间的关系函数；测量所述钢轨的竖向二阶共振频率；根据关系函数以及竖向二阶共振频率确定轨下垫板刚度。本发明的优点是：本方法为无损检测方法，检测过程不会对轨道结构的稳定性造成影响；该检测方式为可用于无缝线路轨下垫板刚度的长期监测；在检测过程中无需松开钢轨的扣件；本方法具有操作简便、可靠性高的优点。

技术领域

本发明涉及垫板刚度检测方法，具体涉及一种基于钢轨竖向振动特性检测轨下垫板刚度的方法。

背景技术

高速和重载是现代铁路运营模式发展的显著特点，在这种情况下，铁路轨道的稳定性和线路刚度的合理性显得尤为重要。因轨下垫板刚度会随着列车运营而逐渐变化，一般这种变化呈增大趋势，当线路某区段出现垫板刚度突变时，列车通过时会产生较大动力不平顺，导致轮轨作用力的急剧变化，同时引起较大的环境振动，区段内的轨下结构也会受到影响，长期作用下，区段内易出现钢轨波磨、扣件及轨枕损坏等病害。对于既有线而言，由于轨下垫板安装于钢轨下方，采用直接取出检测的方式虽然可行但需要花费较多时间，无法持续对垫板刚度进行监控。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种基于钢轨竖向振动特性检测轨下垫板刚度的方法，该方法通过利用钢轨的竖向二阶共振频率与轨下垫板刚度之间的关系实现了轨下垫板刚度的无损检测。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种基于钢轨竖向振动特性检测轨下垫板刚度的方法，所述垫板设置在钢轨与轨枕之间，其特征在于所述方法包括以下步骤：测量所述钢轨的特性参数；确定所述钢轨的竖向二阶共振频率与轨下垫板刚度之间的关系函数；测量所述钢轨的竖向二阶共振频率；根据所述关系函数以及测量到的所述竖向二阶共振频率确定所述垫板刚度。

所述钢轨的特性参数包括钢轨类型、轨枕间距以及钢轨温度。

所述钢轨为无缝线路钢轨。

测量所述钢轨的竖向二阶共振频率包括以下步骤：在所述钢轨上安装加速度传感器；使用力锤沿所述钢轨的竖向敲击所述钢轨；在敲击的过程中使用力传感器测量所述力锤向所述钢轨施加的竖向时域激励f(t)，同时使用所述加速度传感器测量所述钢轨的竖向时域响应x(t)；根据竖向时域激励f(t)以及竖向时域响应x(t)计算所述钢轨对于竖向时域激励f(t)的频响函数H(w)；根据频响函数H(w)计算所述钢轨的竖向二阶共振频率。

所述加速度传感器的安装位置在所述钢轨的顶部且位于两个相邻所述轨枕之间的中点；所述加速度传感器的测量方向为所述钢轨的竖向；所述钢轨的竖向指的是与所述钢轨的轨顶垂直的方向。

所述力传感器设置在所述力锤的内部。