[发明专利]无砟轨道钢轨形态的确定方法及装置

说明书

本发明提供了一种无砟轨道钢轨形态的确定方法及装置，涉及桥梁工程的技术领域，包括获取预先存储的当前桥梁结构对应的桥梁参数模型；根据桥梁参数模型，结合桥梁结构的附加形态，利用影响矩阵的自适应选取机制计算桥梁结构的竖向形变对桥梁结构轨道板的影响矩阵；根据计算得到的影响矩阵，以及预先储存的桥梁参数模型计算桥梁结构到轨面的映射矩阵；根据映射矩阵求解桥梁结构的钢轨竖向形变值，最终获得全轨道形态。本发明采用预先建立桥梁参数模型的方法，结合桥梁附加形态自适应选取机制，只需确认桥梁附加形变情况，即可快速获得全钢轨形态，无需消耗过多的人力及时间，提高了检测效率。

技术领域

本发明涉及桥梁工程领域，尤其是涉及一种无砟轨道钢轨形态的确定 方法及装置。

背景技术

对于处在地理环境相对复杂的铁路桥梁而言，在地震、列车循环荷载 及大风等不利条件的作用下，铁路桥梁将产生诸如桥墩沉降等一系列的附 加形变。当桥梁产生附加形变时，上部轨道结构在层间作用下势必会发生 钢轨形态的改变从而影响桥上行车的安全性。因此，为确保行车安全，研 究桥梁附加形变作用下的无砟轨道钢轨形态具有重要意义。

目前对于铁路无砟轨道钢轨形态的测量方法主要是通过用一根20m的 弦线在钢轨顶面顺着前进方向套拉10m的测点进行数据测量，或是通过轨 检车检测系统来确定轨道钢轨形态。尽管目前的测量手段能够精确确定无 砟轨道钢轨形态，但是整套测量流程需要投入大量的人力和物力，并且过 长的检测时间会严重影响高速铁路的正常运营。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无砟轨道钢轨形态的确定方法 及装置，以避免上述现场对轨道的长时间检测，缓解传统测量方法耗时耗 力的问题，提高了工作效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种无砟轨道钢轨形态的确定方法， 该方法包括：获取预先存储的当前桥梁结构对应的桥梁参数模型；根据桥 梁参数模型，结合桥梁结构的附加形态，利用影响矩阵的自适应选取机制 计算桥梁结构的竖向形变对桥梁结构轨道板的影响矩阵；根据影响矩阵， 以及桥梁参数模型计算桥梁结构到轨面的映射矩阵；根据映射矩阵求解桥 梁结构的钢轨竖向形变值，最终获得全轨道形态。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方 式，其中，桥梁参数模型为与轨道板有关的参数模型，桥梁参数模型包括 第一模型函数矩阵和第二模型矩阵；

其中，第m个轨道板的第一模型函数包括：

F_m1(x)＝k₁A(x_m-x)+k₂B(x_m-x)；

F_m2(x)＝k₃D(x_mi-x)；

第m个轨道板的第二模型函数包括：

其中，x_mi为第m个轨道板第i个扣件力的横坐标值；x_m为第m个轨道 板的总长度；EI_r为钢轨刚度；EI_s为轨道板刚度；x_t为全轨道板的整体直角 坐标系下的第t个扣件处的横坐标值；X为铁轨总长度；F_m1为砂浆层整体 对第m个轨道板的扣件点的影响系数；F_m2为砂浆层局部对第m个轨道板 的扣件点的影响系数；D_m(i,j)为第m个轨道板上第j个扣件力对第i个扣件 点的影响系数(j≤i)；L(t,k)为扣件力对第t个扣件处的钢轨的影响系数；k_cy为砂浆层竖向刚度；sum为全钢轨的总扣件数；k₁，k₂，k₃均为和轨道板长 度有关的常数项；