一種路基水平位移與豎向位移綜合測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種路基水平位移與豎向位移綜合測試系統(tǒng)，包括測試管、沉降磁環(huán)、測量探頭、雙芯電纜、電磁強度顯示儀、水平位移顯示儀。測試管豎直設置在路基鉆孔內，測試管外部沿管周套放沉降磁環(huán)，測試管內壁沿管身縱向設置凹槽軌道，圓柱體結構的測量探頭設置在測試管內，測量探頭滾輪卡入測試管凹槽軌道內，可以使測量探頭在測試管內豎向移動，測量探頭內的角度傳感器及磁場強度傳感器通過雙芯電纜分別與水平位移顯示儀、電磁強度顯示儀連接。本實用新型涉及的水平位移及豎向位移綜合測試系統(tǒng)將水平位移及豎向位移測試設備集成為一套系統(tǒng)，只在一個路基鉆孔埋設測試管，由在測試管內移動的探頭同時測試路基水平位移及豎向位移，增加電磁強度顯示儀，提高了測試精度，為鐵路路基變形監(jiān)測提供了更適宜的技術手段。
【專利說明】一種路基水平位移與豎向位移綜合測試系統(tǒng)

【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及鐵路路基位移測試設備。

【背景技術】
[0002]鐵路路基變形是需要嚴格控制的，在鐵路路基修建過程中以及工后運營階段，應進行必要的路基水平位移及豎向位移觀測，以判斷路基變形是否在合理的范圍內，保證行車的安全和舒適。
[0003]現(xiàn)有的路基水平位移及豎向位移的測量是采用兩套測試設備進行，分別在路基鉆孔埋設測試管，利用各自的測試探頭進行測試。
[0004]現(xiàn)有的水平位移測量設備包括測試管、內置角度傳感器的測量探頭和電纜連接角度傳感器的水平位移顯示儀。測量探頭的導輪卡在測試管凹槽內并能沿凹槽滑動，測量探頭上下移動過程中，探頭內的角度傳感器測出探頭通過的測點處測試管軸線偏移角度，再由水平位移顯示儀顯示測點處路基水平位移。
[0005]現(xiàn)有的豎向位移測量設備包括測試管、沉降磁環(huán)、內置磁場強度傳感器的測量探頭和電纜連接測量探頭的測試儀。測試管管外套放多個磁環(huán)，測量探頭內的傳感器探測到磁環(huán)磁場信號傳至采集儀，測試儀發(fā)出聲響，從而確定磁環(huán)位置，將同一測點的兩次測試數(shù)據(jù)進行對比即可得出該點的路基豎向位移。
[0006]現(xiàn)有的采用兩套測試設備進行的路基測試方法存在以下問題:1、分別鉆孔、設置不同的測試管，并采用各自的測試設備，資源較為浪費；2、豎向位移測試設備中探頭靠近磁環(huán)時測試儀發(fā)出聲響，測試人員聽到聲音后進行數(shù)據(jù)采集，存在誤差、延遲和不準確性；3、路基修建過程中需要對兩套設備進行保護，給施工帶來不便，增加了觀測成本；4、更關鍵的是，兩個觀測項目的測點不能處于空間上的同一位置，對于分析同一點的空間變形時，只能近似認為兩套測試項目中的相鄰測點處于同一位置，由此造成了數(shù)據(jù)分析的不準確，影響路基的變形評估。
實用新型內容
[0007]針對現(xiàn)有的采用兩套測試設備進行路基測試的方法存在的問題，本實用新型推出路基水平位移與豎向位移綜合測試系統(tǒng)，其目的在于將水平位移及豎向位移測試設備集成為一套系統(tǒng)，只需一個路基鉆孔埋設測試管，由在測試管內移動的探頭同時測試路基水平位移及豎向位移，且增加電磁強度顯示儀，便于精確探測磁環(huán)位置。
[0008]本實用新型涉及的路基水平位移與豎向位移綜合測試系統(tǒng)，包括測試管、沉降磁環(huán)、測量探頭、雙芯電纜、電磁強度顯示儀、水平位移顯示儀。測試管豎直設置在路基鉆孔內，測試管外部套放沉降磁環(huán)，測量探頭設置在測試管內，測量探頭內的角度傳感器及磁場強度傳感器通過雙芯電纜分別與水平位移顯示儀、電磁強度顯示儀連接。
[0009]設置在路基鉆孔內的測試管為PVC圓管，測試管內壁沿管身縱向設置兩條凹槽軌道，兩條凹槽軌道沿測試管中心對稱設置。
[0010]沉降磁環(huán)為圓環(huán)結構，內徑略大于測試管外徑，沿測試管外部的管周套放，每0.5m深度套放一個沉降磁環(huán)。
[0011]沉降磁環(huán)圓環(huán)外周設置向外且向上方伸出的鋼片，鋼片嵌入周圍土體，使沉降磁環(huán)能與周圍土層共同沉降。
[0012]沉降磁環(huán)圓環(huán)內周布置磁鐵，形成磁場環(huán)境。
[0013]測量探頭為圓柱體結構，前、后部位布置各設置一組導向輪，兩組導向輪的間距為0.5m。每組導向輪設有2個滾輪，分別置于測量探頭兩側，滾輪卡入測試管凹槽軌道內，可使測量探頭在測試管內豎向移動。
[0014]測量探頭內部設置角度傳感器和磁場強度傳感器。角度傳感器和磁場強度傳感器通過雙芯電纜分別與水平位移顯示儀和電磁強度顯示儀連接，角度傳感器連接水平位移顯示儀，磁場強度傳感器連接電磁強度顯示儀。
[0015]水平位移顯示儀通過換算測量探頭內部角度傳感器測得的偏移角度與前后導輪的距離計算出測點在水平方向偏移值，并顯示出來。
[0016]電磁強度顯示儀可以顯示出測量探頭內部磁場強度傳感器測得的沉降磁環(huán)磁場信號。
[0017]雙芯電纜為兩芯線分離的電纜，電纜外敷皮表面標有刻度。
[0018]本實用新型涉及的路基水平位移與豎向位移綜合測試系統(tǒng)應用時，測試管放入路基預定位置處的鉆孔內，同時進行測試管外周磁環(huán)的逐個套放與鉆孔的回填。進行測量時，將測量探頭放入測試管并將探頭導輪卡入測試管凹槽軌道內，然后使測量探頭沿管身向下移動。
[0019]當測量探頭內磁場強度傳感器探測到磁環(huán)磁場時，產生電磁信號并通過電纜傳送至電磁強度顯示儀，測試人員根據(jù)電纜上的刻度數(shù)值確定磁環(huán)的豎向位置；同時，測量探頭內部的角度傳感器將測得的探頭傾斜角度信號通過電纜傳送至水平位移顯示儀，水平位移顯示儀換算前后導輪的距離與該角度關系計算出測點在水平方向偏移值。根據(jù)所測磁環(huán)豎向位置數(shù)據(jù)和測點水平方向偏移值與歷史數(shù)據(jù)對比，可以得出該處路基豎向位移及水平位移值。
[0020]本實用新型涉及的路基水平位移與豎向位移綜合測試系統(tǒng)將水平位移及豎向位移測試設備集成為一套系統(tǒng)，只在一個路基鉆孔埋設測試管，由在測試管內移動的探頭同時測試路基水平位移及豎向位移，結構緊湊，實用方便，降低了測試成本，便于現(xiàn)場施工及設備的保護，為鐵路路基變形監(jiān)測提供更適宜的技術手段。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型涉及的路基水平位移與豎向位移綜合測試系統(tǒng)結構示意圖；
[0022]圖2為圖1中測試管的A-A橫剖面示意圖。
[0023]圖1中標記說明:
[0024]1、測試管2、凹槽軌道
[0025]3、鋼片4、沉降磁環(huán)
[0026]5、雙芯電纜6、測量探頭
[0027]7、電磁強度顯示儀8、水平位移顯示儀
[0028]9、滾輪10、角度傳感器
[0029]11、磁場強度傳感器

【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖對本實用新型的技術方案進一步說明。圖1和圖2顯示了本實用新型的基本結構。如圖所示，本實用新型涉及的路基水平位移及豎向位移綜合測試系統(tǒng)，本實用新型涉及的路基水平位移與豎向位移綜合測試系統(tǒng)，包括測試管1、沉降磁環(huán)4、測量探頭6、雙芯電纜5、電磁強度顯示儀7、水平位移顯示儀8。測試管I豎直設置在路基鉆孔內，測試管I外部套放沉降磁環(huán)4，測量探頭6設置在測試管I內，測量探頭6內的角度傳感器10及磁場強度傳感器11通過雙芯電纜5分別與水平位移顯示儀8、電磁強度顯示儀7連接。
[0031]設置在路基鉆孔內的測試管I為PVC圓管，測試管I內壁沿管身縱向設置兩條凹槽軌道2，兩條凹槽軌道2沿測試管I中心對稱設置。
[0032]沉降磁環(huán)4為圓環(huán)結構，內徑略大于測試管I的外徑，沿測試管I外部的管周套放，每0.5m深度套放一個沉降磁環(huán)4。
[0033]沉降磁環(huán)4圓環(huán)外周設置向外且向上方伸出的鋼片3，鋼片3嵌入周圍土體，使沉降磁環(huán)4能與周圍土層共同沉降。
[0034]沉降磁環(huán)4圓環(huán)內周布置磁鐵，形成磁場環(huán)境。
[0035]測量探頭6為圓柱體結構，前、后部位布置各設置一組導向輪，兩組導向輪的間距為0.5m。每組導向輪設有2個滾輪9，分別置于測量探頭兩側，滾輪9卡入測試管I的凹槽軌道2內，可使測量探頭6在測試管I內豎向移動。
[0036]測量探頭6內部設置磁場強度傳感器10和角度傳感器11。磁場強度傳感器10和角度傳感器11通過雙芯電纜5分別與電磁強度顯示儀7和水平位移顯示儀8連接，角度傳感器10連接水平位移顯示儀8，磁場強度傳感器11連接電磁強度顯示儀7。
[0037]雙芯電纜5為兩芯線分離的電纜，電纜外敷皮表面標有刻度。
[0038]本實用新型涉及的路基水平位移與豎向位移綜合測試系統(tǒng)應用時，測試管I放入路基預定位置處的鉆孔內，同時進行測試管外周磁環(huán)的逐個套放與鉆孔的回填。進行測量時，將測量探頭6放入測試管I并將探頭導輪9卡入測試管凹槽軌道2內，然后使測量探頭6沿管身向下移動。
[0039]當測量探頭6內磁場強度傳感器11探測到磁環(huán)磁場時，產生電磁信號并通過電纜傳送至電磁強度顯示儀7并顯示出來，測試人員根據(jù)電纜上的刻度數(shù)值確定磁環(huán)的豎向位置；同時，測量探頭6內部的角度傳感器10將測得的測量探頭6的傾斜角度信號通過電纜傳送至水平位移顯示儀8，水平位移顯示儀8換算前后導輪的距離與該角度關系計算出測點在水平方向偏移值。根據(jù)所測磁環(huán)豎向位置數(shù)據(jù)和測點水平方向偏移值與歷史數(shù)據(jù)對t匕，可以得出該處路基豎向位移及水平位移值。
【權利要求】
1.一種路基水平位移與豎向位移綜合測試系統(tǒng)，其特征在于:包括測試管、沉降磁環(huán)、測量探頭、雙芯電纜、電磁強度顯示儀、水平位移顯示儀，測試管豎直設置在路基鉆孔內，測試管外部套放沉降磁環(huán)，測量探頭設置在測試管內，測量探頭內的角度傳感器及磁場強度傳感器通過雙芯電纜分別與水平位移顯示儀、電磁強度顯示儀連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的路基水平位移與豎向位移綜合測試系統(tǒng)，其特征在于:所述的測試管為PVC圓管，測試管內壁沿管身縱向設置兩條凹槽軌道，兩條凹槽軌道沿測試管中心對稱設置。
3.根據(jù)權利要求1所述的路基水平位移與豎向位移綜合測試系統(tǒng)，其特征在于:所述的沉降磁環(huán)為圓環(huán)結構，內徑略大于測試管外徑，沿測試管外部的管周套放，每0.5m深度套放一個沉降磁環(huán)。
4.根據(jù)權利要求3所述的路基水平位移與豎向位移綜合測試系統(tǒng)，其特征在于:所述的沉降磁環(huán)圓環(huán)外周設置向外且向上方伸出的鋼片，鋼片嵌入周圍土體，使沉降磁環(huán)能與周圍土層共同沉降。
5.根據(jù)權利要求3所述的路基水平位移與豎向位移綜合測試系統(tǒng)，其特征在于:所述的沉降磁環(huán)圓環(huán)內周布置磁鐵，形成磁場環(huán)境。
6.根據(jù)權利要求1所述的路基水平位移與豎向位移綜合測試系統(tǒng)，其特征在于:所述的測量探頭為圓柱體結構，前、后部位各設置一組導向輪，兩組導向輪的間距為0.5m ;每組導向輪設有2個滾輪，分別置于探頭兩側，滾輪卡入測試管凹槽軌道內，可使探頭在測試管內豎向移動。
7.根據(jù)權利要求1所述的路基水平位移與豎向位移綜合測試系統(tǒng)，其特征在于:所述的雙芯電纜為兩芯線分離的電纜，電纜外敷皮表面標有刻度。
【文檔編號】E02D1/00GK204098005SQ201420626829
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權日:2014年10月27日
【發(fā)明者】李曙光, 冷景巖, 張利國, 陳則連, 喬平, 李季宏, 趙潤濤, 耿殿魁, 雷曉雨, 葉鵬, 劉 東 申請人:鐵道第三勘察設計院集團有限公司