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一種無砟軌道結(jié)構(gòu)層間傷損的檢測方法

文檔序號:6231956閱讀:404來源:國知局
一種無砟軌道結(jié)構(gòu)層間傷損的檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無砟軌道層間傷損的無損檢測方法,采用軌道板高斯曲率指標(biāo)來識(shí)別無砟軌道層間單處和多處脫空、離縫傷損,其特征在于,包括如下步驟:在給定邊界條件,通過模態(tài)分析求出軌道板在任一階模態(tài)下的位移模態(tài)值;利用位移模態(tài)進(jìn)一步求解軌道板的高斯曲率以反映軌道板橫向和縱向的曲率模態(tài),以確定傷損的存在。發(fā)明利用模態(tài)分析理論,通過軌道板的前三階高斯曲率指標(biāo)即可識(shí)別傷損有無及傷損位置,尤其以第一階高斯曲率指標(biāo)最為明顯。本發(fā)明方法是一種無損檢測方法,試驗(yàn)操作簡便,并且不受軌道板內(nèi)鋼筋的影響,檢測結(jié)果直觀明了,不僅能識(shí)別傷損的有無,而且還能準(zhǔn)確的定位傷損的位置。
【專利說明】一種無砟軌道結(jié)構(gòu)層間傷損的檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001] 本發(fā)明屬鐵道路軌【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其涉及高速鐵路無砟軌道傷損檢測領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】:
[0002] 單元板式、縱連板式、雙塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)目前是我國高速鐵路上的主要無砟軌 道結(jié)構(gòu)型式,運(yùn)營里程已有上萬公里。無砟軌道具有較高的穩(wěn)定性和耐久性,建成后很少需 要維護(hù)。但是,無砟軌道作為行車的基礎(chǔ)且一直暴露在復(fù)雜的大氣環(huán)境中,以鋼筋混凝土為 主的無砟軌道承受著水、溫度和列車荷載持續(xù)不斷的考驗(yàn),并伴隨有施工質(zhì)量、技術(shù)缺陷等 多種問題,產(chǎn)生各種病害是難以避免的,尤其是有CA砂漿層的軌道結(jié)構(gòu),砂漿損壞很嚴(yán)重, 因此很有必要探索適合無砟軌道傷損檢測的方法。目前,針對鋼軌、道岔的傷損檢測設(shè)備較 多,而用于軌下結(jié)構(gòu)的傷損檢測設(shè)備幾乎沒有。無損檢測方面探底雷達(dá)多用于公路等傷損 檢測,但由于電磁波易受鋼筋的影響,不適宜于無砟軌道的傷損檢測。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于無砟軌道傷損無損檢測方法和設(shè)備的不足,以及探地雷達(dá)在無砟軌道傷損檢 測上的缺點(diǎn),本發(fā)明的目的是提供一種無砟軌道層間傷損的無損檢測方法。識(shí)別無砟軌道 層間CA砂漿脫空和層間離縫傷損。該無損檢測方法基于模態(tài)分析理論,用軌道板的高斯曲 率指標(biāo)去識(shí)別和定位層間傷損位置。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過如下的手段實(shí)現(xiàn)的。
[0005] -種無砟軌道層間傷損的無損檢測方法,采用軌道板高斯曲率指標(biāo)來識(shí)別無砟 軌道層間單處和多處脫空、離縫傷損,包括如下步驟:在給定邊界條件,通過模態(tài)分析求出 軌道板在任一階模態(tài)下的位移模態(tài)值;利用位移模態(tài)進(jìn)一步求解軌道板的高斯曲率以反映 軌道板橫向和縱向的曲率模態(tài),以確定傷損的存在;
[0006] 所述利用位移模態(tài)的確定過程為:在給定邊界條件下,通過以下二式聯(lián)立求解:
[0007]

【權(quán)利要求】
1. 一種無砟軌道層間傷損的無損檢測方法,采用軌道板高斯曲率指標(biāo)來識(shí)別無砟軌道 層間單處和多處脫空、離縫傷損,其特征在于,包括如下步驟:在給定邊界條件,通過模態(tài)分 析求出軌道板在任一階模態(tài)下的位移模態(tài)值;利用位移模態(tài)進(jìn)一步求解軌道板的高斯曲率 以反映軌道板橫向和縱向的曲率模態(tài),以確定傷損的存在; 所述利用位移模態(tài)的確定過程為:在給定邊界條件下,通過以下二式聯(lián)立求解:
式⑴ 其中
振型微分方程為:▽ 4W- Cl 4W = 0 式(2) 解出振型函數(shù)W和相應(yīng)的頻率,利用初始條件求得軌道板在任一階模態(tài)下的位移模 態(tài);式(1)中wjx, y, t)為軌道板垂向撓度;hs為軌道板厚度;xFi, yFi為軌道板下第i個(gè) 支撐點(diǎn)沿長度方向和寬度方向的坐標(biāo);E為軌道板彈性模量;NF是軌道板下離散支承點(diǎn)數(shù); FsVi是軌道板下第i個(gè)支承點(diǎn)的垂向反力;P s為軌道板密度;DS為軌道板彎曲剛度; 所述高斯曲率反映軌道板橫向和縱向的曲率模態(tài)的過程包括:通過有限元方法計(jì)算不 同CA砂漿脫空和軌道板離縫位置;在利用高斯曲率指標(biāo)識(shí)別CA砂漿脫空和軌道板離縫傷 損時(shí),有損傷區(qū)域處高斯曲率存在明顯尖峰,采用前三階高斯曲率模態(tài)即可準(zhǔn)確識(shí)別傷損 有無及傷損的具體位置。
【文檔編號】G01N33/00GK104142381SQ201410289679
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】王平, 陳嶸, 肖杰靈, 韋凱, 趙才友, 胡志鵬, 徐井芒 申請人:西南交通大學(xué)
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