[发明专利]一种无砟轨道板变形自感知监测系统

说明书

本发明公开了一种无砟轨道板变形自感知监测系统，包括若干光纤光栅智能筋、智能解调仪及云端数据处理系统，若干光纤光栅智能筋之间以光纤连接，并固定或活动设置于轨道板内且用铠装线进行保护，用于对轨道板的变形量、内部温度、应力应变进行精确测量；智能解调仪内置到轨道板中，用于实时解调数据并将数据上传云端数据处理系统；云端数据处理系统与智能解调仪远程连接，用于对上传的数据进行分析处理从而得到轨道板各点的变形量同时远程控制智能解调仪的启动、监测、待机、关机。本发明提供的无砟轨道板变形自感知监测系统，在不改变现有轨道板施工技术的情况下，以光纤光栅智能筋代替传统钢筋，监测效率高，稳定性强，有很好的适用性。

技术领域

本发明涉及高速铁路无砟轨道板智能监测技术领域，特别涉及一种无砟轨道板变形自感知监测系统。

背景技术

近来我国高速铁路建设水平有了很大提高，随着国内高速铁路发展进程的加快，铁路系统的组成部分生命周期也越来越重视，需要对其进行长期监测。铁路无砟轨道板内部受温度荷载及列车荷载时产生变形，这种变形量过大时，直接影响高速铁路轨道平顺性及安全性。在高速铁路施工期间布置智能监测元件，对于保持铁路运行的安全性具有重要指导意义。

对于传统的表面接触式监测，由于传感器外露，长期性能退化和日常维护的人为意外破坏风险很大。对列车安全运行也有一定的安全风险；对于基于图像处理的非接触式测量技术，其工作环境要求良好的天气和光照条件，导致其可用时间有限，并且寒冷地区，摄像电子设备在户外的工作性能也不可靠。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种无砟轨道板变形自感知监测系统，使用FRP材料包裹的光纤光栅智能筋对无砟铁路轨道板状态进行监测，FRP材料性能稳定，不受混凝土水热化过程中复杂的化学反应环境影响，相对于传统钢材而言不易被腐蚀，环境适应能力强等优点。

为了达到上述发明目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种无砟轨道板变形自感知监测系统，包括若干光纤光栅智能筋、智能解调仪及云端数据处理系统，其中：

若干所述光纤光栅智能筋之间以光纤连接，并固定或活动设置于轨道板内，且用铠装线进行保护，用于对轨道板的变形量、内部温度、应力应变进行精确测量；

所述智能解调仪内置到所述轨道板中，用于实时解调数据并将数据上传至所述云端数据处理系统；

所述云端数据处理系统与所述智能解调仪远程连接，用于对所述智能解调仪上传的数据进行分析处理从而得到轨道板各点的变形量，同时远程控制所述智能解调仪的启动、监测、待机、关机。

进一步的，每根所述光纤光栅智能筋的内部均包含若干光纤光栅监测元件和一智能筋内部光纤，若干所述光纤光栅监测元件内置于所述智能筋内部光纤内，并分别布置于所述轨道板的各个薄弱点处，所述智能筋内部光纤外部以FRP材料进行包裹形成所述光纤光栅智能筋，若干所述光纤光栅监测元件通过FRP材料监测外部混凝土的温度和应变。

进一步的，若干所述光纤光栅智能筋两两之间以智能筋外部连接光纤进行连接，所述智能筋外部连接光纤以铠装线进行保护，用于防止混凝土浇筑时混凝土对所述智能筋外部连接光纤的冲击挤压。

进一步的，所述智能解调仪包括智能解调仪光纤接头、智能解调仪卡槽和智能解调仪开关，所述光纤光栅智能筋包括智能筋接头，其中：

所述智能解调仪和光纤光栅智能筋之间通过所述智能解调仪光纤接头和智能筋接头进行有线连接；

所述智能解调仪卡槽位于所述智能解调仪与轨道板之间，用于将所述智能解调仪插入轨道板之后将两者固定从而避免所述智能解调仪与轨道板之间的脱落分离并在上部荷载对所述智能解调仪卡槽产生挤压作用时对所述智能解调仪起支撑保护作用；

所述智能解调仪开关设置于所述智能解调仪上，用于启动所述智能解调仪开关后使得所述轨道板进入远程控制状态。