本發(fā)明涉及一種鐵路安全檢測(cè)裝置，特別是涉及一種軌道接縫縱向錯(cuò)位檢測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)：

中國(guó)鐵路經(jīng)歷最近十幾年的發(fā)展，逐步躋身世界高速鐵路發(fā)達(dá)國(guó)家行列，中國(guó)鐵路的跨越式發(fā)展步伐帶動(dòng)了我國(guó)鐵路運(yùn)輸裝備現(xiàn)代化、鐵路基礎(chǔ)設(shè)施管理科學(xué)化、鐵路通信設(shè)備信息化、鐵路基礎(chǔ)設(shè)施維修機(jī)械化的過程，為我國(guó)高速鐵路運(yùn)輸科技保安全打下良好基礎(chǔ)。提速改造的過程也促進(jìn)了軌道檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展。

隨著提速改造工程的不斷深入，無砟軌道的使用也越來越廣泛。無砟軌道又稱無碴軌道，是指采用混凝土、瀝青混合料等整體基礎(chǔ)取代散粒碎石道床的軌道結(jié)構(gòu)。其軌枕本身由混凝土澆灌而成，而路基也不用碎石，鋼軌、軌枕直接鋪在混凝土路基上。無砟軌道是當(dāng)今世界先進(jìn)的軌道技術(shù)，可以減少維護(hù)、降低粉塵、美化環(huán)境，而且列車時(shí)速可以達(dá)到400公里以上。無砟軌道平順性好，穩(wěn)定性好，使用壽命長(zhǎng)，耐久性好，維修工作少，避免了飛濺道砟。

無砟軌道在建設(shè)施工過程中，每隔1.5KM左右都會(huì)設(shè)置一個(gè)接縫，該接縫主要起到緩沖保護(hù)的作用。然而，在列車長(zhǎng)期高速行駛所帶來的沖擊力影響下，接縫處相鄰鋼軌之間容易發(fā)生縱向錯(cuò)位，這破壞了軌道的平順性，甚至可能直接造成列車的脫軌，嚴(yán)重影響列車的行車安全。

傳統(tǒng)接縫錯(cuò)位的檢測(cè)方式是在列車停止運(yùn)營(yíng)后，依靠軌道檢測(cè)車進(jìn)行錯(cuò)位的感知，如果軌道檢測(cè)車在駛過接縫處時(shí)明顯感覺到有縱向的震動(dòng)，則初步判定為鋼軌發(fā)生了縱向錯(cuò)位，此時(shí)再由工程檢測(cè)人員進(jìn)行進(jìn)一步檢測(cè)核實(shí)。這種傳統(tǒng)檢測(cè)方式存在以下問題：1）需要在列車停運(yùn)之后才能完成檢測(cè)，列車一般在凌晨1-4點(diǎn)需要停運(yùn)以配合安全檢查，極大程度上影響了鐵路運(yùn)輸效率和效益，存在很大使用局限。2）依賴工程人員的經(jīng)驗(yàn)判斷軌道檢測(cè)車在駛過接縫處時(shí)是否有縱向震動(dòng)感，測(cè)量準(zhǔn)確度不高。3）無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的、動(dòng)態(tài)的、遠(yuǎn)程的、大規(guī)模批量錯(cuò)位檢測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、遠(yuǎn)程、適用于大規(guī)模批量檢測(cè)的軌道接縫縱向錯(cuò)位檢測(cè)裝置及方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：軌道接縫縱向錯(cuò)位檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)軌道接縫處相鄰鋼軌之間的縱向錯(cuò)位，包括至少兩個(gè)測(cè)距傳感器，第一測(cè)距傳感器設(shè)置于第一鋼軌的下方，第一測(cè)距傳感器用于檢測(cè)第一鋼軌的下表面與第一測(cè)距傳感器之間的縱向距離；第二測(cè)距傳感器設(shè)置于第二鋼軌的下方，第二測(cè)距傳感器用于檢測(cè)第二鋼軌的下表面與第二測(cè)距傳感器之間的縱向距離；第一測(cè)距傳感器和第二測(cè)距傳感器均固定安裝在軌道的軌枕或底座上。

所述的第一測(cè)距傳感器和第二測(cè)距傳感器分別通過錨栓固定安裝在軌道的軌枕或底座上。

所述的第一測(cè)距傳感器和第二測(cè)距傳感器通過連接部件連接為一個(gè)傳感器組，該傳感器組整體通過錨栓固定安裝在軌道的軌枕或底座上。

所述的第一測(cè)距傳感器和第二測(cè)距傳感器澆注固定于軌道的軌枕或底座內(nèi)。

軌道接縫縱向錯(cuò)位檢測(cè)裝置，還包括采集儀，各測(cè)距傳感器的輸出端均與采集儀相連，采集儀用于根據(jù)測(cè)距傳感器檢測(cè)到的距離數(shù)據(jù)分析相鄰鋼軌之間的縱向錯(cuò)位。

所述的采集儀上設(shè)置有通訊總線接口，用于實(shí)現(xiàn)采集儀與上位機(jī)或監(jiān)測(cè)中心服務(wù)器的通訊連接。

所述的測(cè)距傳感器為接觸式傳感器或非接觸式傳感器，非接觸式傳感器包括超聲波測(cè)距傳感器、激光測(cè)距傳感器、紅外線測(cè)距傳感器或雷達(dá)傳感器中的任意一種或多種的組合。

所述的第一測(cè)距傳感器和第二測(cè)距傳感器均固定安裝于靠近接縫的一側(cè)。

軌道接縫縱向錯(cuò)位檢測(cè)方法，包括以下步驟：

S1：安裝軌道接縫縱向錯(cuò)位檢測(cè)裝置：在第一鋼軌的下方設(shè)置第一測(cè)距傳感器，在第二鋼軌的下方設(shè)置第二測(cè)距傳感器，測(cè)距傳感器均固定安裝在軌道的軌枕或底座上；

S2：基準(zhǔn)測(cè)量，包括以下步驟：

S201：測(cè)量基準(zhǔn)縱向距離：第一測(cè)距傳感器測(cè)量第一鋼軌的下表面與第一測(cè)距傳感器之間的基準(zhǔn)縱向距離L1、第二測(cè)距傳感器測(cè)量第二鋼軌的下表面與第二測(cè)距傳感器之間的基準(zhǔn)縱向距離L2；

S202：計(jì)算基準(zhǔn)縱向距離差：根據(jù)步驟S201測(cè)得的基準(zhǔn)縱向距離L1、L2計(jì)算基準(zhǔn)縱向距離差，基準(zhǔn)縱向距離差ΔL=L2-L1；

S3：錯(cuò)位檢測(cè)，包括以下步驟：

S301：測(cè)量即時(shí)縱向距離：第一測(cè)距傳感器測(cè)量第一鋼軌的下表面與第一測(cè)距傳感器之間的即時(shí)縱向距離L1’、第二測(cè)距傳感器測(cè)量第二鋼軌的下表面與第二測(cè)距傳感器之間的即時(shí)縱向距離L2’；

S302：計(jì)算即時(shí)縱向距離差：根據(jù)步驟S301測(cè)得的即時(shí)縱向距離L1’、L2’計(jì)算即時(shí)縱向距離差，即時(shí)縱向距離差ΔL’=L2’-L1’；

S303：錯(cuò)位分析：對(duì)比即時(shí)縱向距離差ΔL’與基準(zhǔn)縱向距離差ΔL的數(shù)值，若ΔL’＝ΔL，則未發(fā)生縱向錯(cuò)位；若ΔL’≠ΔL，則發(fā)生了縱向錯(cuò)位，縱向錯(cuò)位的距離為ΔL’-ΔL。

所述的第一測(cè)距傳感器和第二測(cè)距傳感器分別通過錨栓固定安裝在軌道的軌枕或底座上，或是第一測(cè)距傳感器和第二測(cè)距傳感器通過連接部件連接為一個(gè)傳感器組，該傳感器組整體通過錨栓固定安裝在軌道的軌枕或底座上。

所述的第一測(cè)距傳感器和第二測(cè)距傳感器澆注固定于軌道的軌枕或底座內(nèi)。

本發(fā)明的有益效果是：

1）設(shè)備安裝后可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)，且檢測(cè)過程不影響列車的正常運(yùn)營(yíng)，可有效延長(zhǎng)鐵路運(yùn)營(yíng)時(shí)間，極大提高鐵路運(yùn)輸效率和效益，使用方便安全。

2）通過檢測(cè)固定位置的傳感器與鋼軌下表面之間的距離判斷鋼軌的縱向錯(cuò)位，檢測(cè)結(jié)果可靠且精度高。

3）可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的、遠(yuǎn)程的軌道接縫錯(cuò)位檢測(cè)，可適用于大規(guī)模批量檢測(cè)。

4）在澆注軌枕或底座時(shí)，將傳感器澆注固定于軌道的軌枕或底座內(nèi)，這種安裝方式安全性高，即使在列車駛過的巨大沖擊力下，傳感器也不易被吹起或脫落，滿足安全施工要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明安裝結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖2為本發(fā)明安裝結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖中，1-接縫，2-第一鋼軌，3-第二鋼軌，4-第一測(cè)距傳感器，5-第二測(cè)距傳感器，6-軌枕，7-底座。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。

如圖1所示，軌道接縫縱向錯(cuò)位檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)軌道接縫1處相鄰鋼軌（第一鋼軌2、第二鋼軌3）之間的縱向錯(cuò)位，每個(gè)軌道接縫處均可設(shè)置一組測(cè)距傳感器，每組測(cè)距傳感器包括至少兩個(gè)測(cè)距傳感器，第一測(cè)距傳感器4設(shè)置于第一鋼軌2的下方，第一測(cè)距傳感器4用于檢測(cè)第一鋼軌2的下表面與第一測(cè)距傳感器4之間的縱向距離；第二測(cè)距傳感器5設(shè)置于第二鋼軌3的下方，第二測(cè)距傳感器5用于檢測(cè)第二鋼軌3的下表面與第二測(cè)距傳感器5之間的縱向距離；為了保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性，測(cè)距傳感器的位置必須固定，因此需將測(cè)距傳感器固定安裝在軌道的軌枕6或底座7上。如圖1所示，測(cè)距傳感器固定安裝在軌道的軌枕6上，如圖2所示，測(cè)距傳感器固定安裝在軌道的底座7上。固定安裝方式可采用（但不限于）以下三種：

1、第一測(cè)距傳感器4和第二測(cè)距傳感器5分別通過錨栓固定安裝在軌道的軌枕6或底座7上。

2、第一測(cè)距傳感器4和第二測(cè)距傳感器5通過連接部件連接為一個(gè)傳感器組，該傳感器組作為整體通過錨栓固定安裝在軌道的軌枕6或底座7上。

3、在澆注軌枕6或底座7時(shí)，第一測(cè)距傳感器4和第二測(cè)距傳感器5澆注固定于軌道的軌枕6或底座7內(nèi)。這種安裝方式安全性高，即使在列車駛過的巨大沖擊力下，傳感器也不易被吹起或脫落。

為了使檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確，所述的第一測(cè)距傳感器4和第二測(cè)距傳感器5均固定安裝于靠近接縫1的一側(cè)。

軌道接縫縱向錯(cuò)位檢測(cè)裝置，還包括采集儀，各測(cè)距傳感器的輸出端均與采集儀相連，采集儀用于根據(jù)測(cè)距傳感器檢測(cè)到的距離數(shù)據(jù)分析相鄰鋼軌之間的縱向錯(cuò)位。采集儀可以通過有線或無線方式外接，也可以與傳感器一起集成在機(jī)箱內(nèi)。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述的采集儀上設(shè)置有通訊總線接口，用于實(shí)現(xiàn)采集儀與上位機(jī)或監(jiān)測(cè)中心服務(wù)器的通訊連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程和規(guī)模化檢測(cè)。

所述的測(cè)距傳感器可以是接觸式傳感器或是非接觸式傳感器，非接觸式傳感器包括超聲波測(cè)距傳感器、激光測(cè)距傳感器、紅外線測(cè)距傳感器或雷達(dá)傳感器中的任意一種或多種的組合。

軌道接縫縱向錯(cuò)位檢測(cè)方法，包括以下步驟：

S1：安裝軌道接縫縱向錯(cuò)位檢測(cè)裝置：在第一鋼軌2的下方設(shè)置第一測(cè)距傳感器4，在第二鋼軌3的下方設(shè)置第二測(cè)距傳感器5，測(cè)距傳感器均固定安裝在軌道的軌枕6或底座7上；

S2：基準(zhǔn)測(cè)量，包括以下步驟：

S201：測(cè)量基準(zhǔn)縱向距離：第一測(cè)距傳感器4測(cè)量第一鋼軌2的下表面與第一測(cè)距傳感器4之間的基準(zhǔn)縱向距離L1、第二測(cè)距傳感器5測(cè)量第二鋼軌3的下表面與第二測(cè)距傳感器5之間的基準(zhǔn)縱向距離L2；

S202：計(jì)算基準(zhǔn)縱向距離差：根據(jù)步驟S201測(cè)得的基準(zhǔn)縱向距離L1、L2計(jì)算基準(zhǔn)縱向距離差，基準(zhǔn)縱向距離差ΔL=L2-L1（要考慮數(shù)值正負(fù)）；

S3：錯(cuò)位檢測(cè)，包括以下步驟：

S301：測(cè)量即時(shí)縱向距離：第一測(cè)距傳感器4測(cè)量第一鋼軌2的下表面與第一測(cè)距傳感器4之間的即時(shí)縱向距離L1’、第二測(cè)距傳感器5測(cè)量第二鋼軌3的下表面與第二測(cè)距傳感器5之間的即時(shí)縱向距離L2’；

S302：計(jì)算即時(shí)縱向距離差：根據(jù)步驟S301測(cè)得的即時(shí)縱向距離L1’、L2’計(jì)算即時(shí)縱向距離差，即時(shí)縱向距離差ΔL’=L2’-L1’；

S303：錯(cuò)位分析：對(duì)比即時(shí)縱向距離差ΔL’與基準(zhǔn)縱向距離差ΔL的數(shù)值，若ΔL’＝ΔL，則未發(fā)生縱向錯(cuò)位；若ΔL’≠ΔL，則發(fā)生了縱向錯(cuò)位，縱向錯(cuò)位的距離為ΔL’-ΔL。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。