[发明专利]一种基于钢轨竖向振动特性检测钢轨纵向力的方法

摘要

本发明公开了一种基于钢轨竖向振动特性检测钢轨纵向力的方法，该方法将若干加速度传感器布置在相邻轨枕间距中心处的钢轨底部，用于采集在竖向敲击钢轨轨顶时所产生的竖向振动加速度信号并回传数据采集设备进行数据处理，在生成相应的频响函数及其曲线后得出钢轨竖向振动第一阶pinned‑pinned共振频率的实际值f，将该共振频率实际值f代入钢轨所对应的拟合曲线f=A*t+B中，计算得钢轨温度变化量t，最后根据该钢轨温度变化量t计算得到钢轨纵向温度应力值。本发明的优点是，该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温度力的长期监测，实际应用时，可将列车动荷载作为激励源，避免人工操作。

主权项

1.一种基于钢轨竖向振动特性检测钢轨纵向力的方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：（1）在钢轨底部沿纵向间隔布置至少三个加速度传感器，每相邻的两组轨枕之间分布有一个所述加速度传感器；（2）根据所述钢轨的类型以及相邻的所述轨枕之间的间距值，选择相对应的“钢轨竖向振动共振频率‑钢轨温度变化量”拟合曲线f=A*t+B，其中，t表示所述钢轨温度变化量，单位为℃；一次项系数A与常数项B均为已知经验值，单位分别为Hz/℃和Hz，可由所述钢轨的类型与相邻的所述轨枕之间的间距值确定；f表示所述钢轨竖向振动第一阶pinned‑pinned共振频率的实际值；（3）在布置有所述加速度传感器的位置及所述轨枕支承处位置利用敲击物竖向敲击所述钢轨轨顶，以在所述钢轨上产生竖向振动加速度信号；（4）通过所述加速度传感器采集所述竖向振动加速度信号并进行软件计算处理，以获得相应的频响函数，并绘制所述频响函数的曲线，从而得到所述钢轨竖向振动第一阶pinned‑pinned共振频率的实际值f；（5）将测得的所述钢轨竖向振动第一阶pinned‑pinned共振频率的实际值f代入拟合曲线f=A*t+B中，从而获得所述钢轨温度变化量t的值，根据所述钢轨温度变化量t的值计算所述钢轨纵向力的大小。