[发明专利]一种基于钢轨横向振动特性检测轨下等效支承刚度的方法

说明书

本发明公开了一种基于钢轨横向振动特性检测轨下等效支承刚度的方法，该方法包括以下步骤：测量所述钢轨的特性参数；确定所述钢轨的横向四阶共振频率与轨下等效支承刚度之间的关系函数；测量所述钢轨的横向四阶共振频率；根据所述关系函数以及测量获得的所述横向四阶共振频率确定轨下等效支承刚度。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；该检测方式可用于无缝线路轨下等效支承刚度的长期监测，通过不同检测时期横向四阶共振频率的变化来判断道砟刚度变化情况；本方法具有操作简便、省时以及可靠性较高的优点。

技术领域

本发明涉及轨下等效支承刚度检测方法，具体涉及一种基于钢轨横向振动特性检测轨下等效支承刚度的方法。

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。轨下等效支承刚度会随着列车运营而发生变化，并可能导致线路等效支承刚度不均匀分布，当线路某区段出现等效支承刚度突变时，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，引起较大的环境振动，区段内的轨下结构也会受到影响。对于既有线而言，由于轨下等效支承刚度关系列车正常安全运营和轨道结构的安全服役，但较难检测。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种基于钢轨横向振动特性检测轨下等效支承刚度的方法，该方法通过利用钢轨的横向四阶共振频率与轨下等效支承刚度之间的关系实现了轨下等效支承刚度的无损检测。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种基于钢轨横向振动特性检测轨下等效支承刚度的方法，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；确定所述钢轨的横向四阶共振频率与轨下等效支承刚度之间的关系函数；测量所述钢轨的横向四阶共振频率；根据所述关系函数以及测量获得的所述横向四阶共振频率确定轨下等效支承刚度。

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。

测量所述钢轨的横向四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横向敲击所述钢轨；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横向时域激励f(t)，同时使用所述加速度传感器测量所述钢轨的横向时域响应x(t)；根据横向时域激励f(t)以及横向时域响应x(t)计算所述钢轨对于横向时域激励f(t)的频响函数H(w)；根据频响函数H(w)计算所述钢轨的横向四阶共振频率。

所述加速度传感器的安装位置在所述钢轨的底部且位于两个相邻轨枕之间的中点；所述加速度传感器的测量方向为所述钢轨的横向；所述钢轨的横向指的是与所述钢轨的轨腰垂直的方向。

所述力传感器设置在所述力锤的内部。