專利名稱：一種高速鐵路crts-ⅱ型板式無砟軌道橋臺(tái)水平位移測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及線路工程測(cè)試裝置，尤其涉及高速鐵路CRTS-II型板式無砟軌道的橋臺(tái)水平位移測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
高速鐵路CRTS-II型(中國(guó)鐵路軌道系統(tǒng))板式無砟軌道，在橋梁端部的鋼筋混凝土橋臺(tái)與路基交界處的路基幾十米范圍內(nèi)采用優(yōu)質(zhì)路提填料形成過渡段，并在該段范圍內(nèi)的路基面上設(shè)置長(zhǎng)50 60m的鋼筋混凝土摩擦板及現(xiàn)澆于摩擦板遠(yuǎn)端厚Im的鋼筋混凝土端刺。該種板式無砟軌道在橋上的鋼筋混凝土底座不在梁端的橋縫處斷開，而是延伸于過渡段的鋼筋混凝土摩擦板上部，再與端刺現(xiàn)澆于一體。由摩擦板及端刺平衡橋上的鋼筋混凝土底座因熱脹冷縮產(chǎn)生的縱向力。在營(yíng)運(yùn)過程中，過渡段路基土體受重力和列車長(zhǎng)期荷載作用而產(chǎn)生側(cè)向變形會(huì)擠壓橋臺(tái)并使橋臺(tái)產(chǎn)生縱向位移，列車制動(dòng)產(chǎn)生的縱向力也可能會(huì)使橋臺(tái)產(chǎn)生縱向位移。當(dāng)橋臺(tái)的縱向位移超出規(guī)定值時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響行車安全，因此需要對(duì)橋臺(tái)的縱向位移進(jìn)行測(cè)試。如果與橋臺(tái)鄰近的摩擦板位置是固定的，則橋臺(tái)的縱向位移測(cè)試的最簡(jiǎn)單方法是測(cè)量其與鄰近的摩擦板的相對(duì)位移值即為橋臺(tái)的水平位移值，但由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的摩擦板熱脹冷縮而容易產(chǎn)生變形，與摩擦板另一端澆筑的鋼筋混凝土端刺熱脹冷縮也容易產(chǎn)生變形，橋上底座板的熱脹冷縮也容易使摩擦板及端刺產(chǎn)生位移；也即距橋臺(tái)50m 60m距離內(nèi)的摩擦板及端刺結(jié)構(gòu)的水平位置均不是固定的，在橋臺(tái)附近找不到橋臺(tái)水平位移測(cè)量的固定參照物，從而無法直接實(shí)現(xiàn)橋臺(tái)水平位移的精確測(cè)量。采用基準(zhǔn)桿測(cè)試法將基準(zhǔn)桿的一端固定在過渡段以外的路基上，基準(zhǔn)桿的另一端與固定在橋臺(tái)上的位移傳感器連接， 也能進(jìn)行橋臺(tái)水平位移的“測(cè)量”。但長(zhǎng)達(dá)50m以上的細(xì)長(zhǎng)基準(zhǔn)桿，如用混凝土等非金屬材料制作，容易斷裂，不容易實(shí)現(xiàn)測(cè)試；而采用金屬材料制作，則由于金屬材料的熱脹冷縮明顯，且如此長(zhǎng)的金屬桿也容易產(chǎn)生彎曲變形，使得最終測(cè)試值誤差大，同樣無法實(shí)現(xiàn)橋臺(tái)水平位移的精確測(cè)試。采用測(cè)斜儀對(duì)橋臺(tái)的水平位移也可進(jìn)行測(cè)試，其原理是測(cè)出埋設(shè)于橋臺(tái)及地基穩(wěn)定土層中的測(cè)斜管軸線與鉛垂線之間的夾角變化，從而計(jì)算出橋臺(tái)水平位移，其測(cè)試誤差較大，30m測(cè)斜管長(zhǎng)度范圍內(nèi)的系統(tǒng)誤差可達(dá)8mm，測(cè)試精度不能滿足要求。采用測(cè)斜儀測(cè)試時(shí)還必須現(xiàn)場(chǎng)人工作業(yè)才能完成數(shù)據(jù)采集，不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，由于很多工點(diǎn)所處的位置和環(huán)境特殊，給位移測(cè)試及數(shù)據(jù)采集帶來很大困難。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種高速鐵路CRTS-II型板式無砟軌道橋臺(tái)水平位移測(cè)試裝置。該測(cè)試裝置測(cè)出的橋臺(tái)水平位移值精確、可靠，能更好的保證高速鐵路營(yíng)運(yùn)的安全。[0006]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是一種高速鐵路CRTS-II型板式無砟軌道橋臺(tái)水平位移測(cè)試裝置，其組成為[0007]a、端刺水平位移測(cè)試部分[0008]位移傳感器一固定于端刺的測(cè)試點(diǎn)A上，位移傳感器一的伸縮桿與基準(zhǔn)桿一的近端連接，基準(zhǔn)桿一的遠(yuǎn)端錨固于路基上；[0009]b、摩擦板水平變形測(cè)試部分[0010]位移傳感器二固定于端刺的測(cè)試點(diǎn)A'上，測(cè)試點(diǎn)A'與端刺的測(cè)試點(diǎn)A位于同一橫斷面上，位移傳感器二的伸縮桿與基準(zhǔn)桿二的遠(yuǎn)端連接，基準(zhǔn)桿二的近端錨固于摩擦板第一段的錨固點(diǎn)B上；[0011]位移傳感器三固定于摩擦板第二段的測(cè)試點(diǎn)B'上，第二段的測(cè)試點(diǎn)B'與上述的摩擦板第一段的錨固點(diǎn)B位于同一橫斷面上，位移傳感器三的伸縮桿與基準(zhǔn)桿三的遠(yuǎn)端連接，基準(zhǔn)桿三的近端錨固于摩擦板第二段的錨固點(diǎn)C上；[0012]位移傳感器四固定于摩擦板第三段的測(cè)試點(diǎn)C'上，測(cè)試點(diǎn)C'與上述的摩擦板第二段的錨固點(diǎn)C位于同一橫斷面上，位移傳感器四的伸縮桿與基準(zhǔn)桿四的遠(yuǎn)端連接，基準(zhǔn)桿四的近端錨固于摩擦板第三段的錨固點(diǎn)D上，且錨固點(diǎn)D位于與橋臺(tái)相鄰的摩擦板端部；[0013]C、相對(duì)于摩擦板的橋臺(tái)水平位移測(cè)試部分[0014]位移傳感器五固定于與摩擦板相鄰的橋臺(tái)測(cè)試點(diǎn)E上，位移傳感器五的伸縮桿與基準(zhǔn)件連接，且基準(zhǔn)件固定在與橋臺(tái)相鄰的摩擦板端部D'上；[0015]d、溫度校正值測(cè)試部分[0016]溫度校正位移傳感器固定于基準(zhǔn)桿遠(yuǎn)端以遠(yuǎn)附近的路基上，溫度校正位移傳感器的伸縮桿與溫度校正桿的近端連接，溫度校正桿的遠(yuǎn)端錨固于路基上，由溫度校正位移傳感器測(cè)出溫度校正值R ；[0017]e、所述的位移傳感器一、位移傳感器二、位移傳感器三、位移傳感器四、位移傳感器五、溫度校正位移傳感器均與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)電連接。[0018]本實(shí)用新型的工作原理是[0019]1、由端刺水平位移測(cè)試部分通過基準(zhǔn)桿測(cè)試法得出端刺的水平位移測(cè)試值\ ；2、 將摩擦板從遠(yuǎn)離橋臺(tái)(即靠近端刺)的遠(yuǎn)端至鄰近橋臺(tái)的近端依次分為一段、二段、三段， 由摩擦板水平變形測(cè)試部分采用基準(zhǔn)桿測(cè)試法得出摩擦板三段分別由于熱脹冷縮產(chǎn)生的水平變形測(cè)試值Yp Y2> Y3 ；3、由相對(duì)于摩擦板的橋臺(tái)水平位移測(cè)試部分直接用位移傳感器測(cè)試出橋臺(tái)與摩擦板的相對(duì)位移值Z。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)將位移傳感器一、位移傳感器二、位移傳感器三、位移傳感器四、位移傳感器五傳來的這五個(gè)位移測(cè)試值(WW)累加即得出橋臺(tái)相對(duì)于路基錨固點(diǎn)的水平位移值。[0020]這種分段串連式基準(zhǔn)桿測(cè)試裝置以橋臺(tái)及相鄰摩擦板、端刺結(jié)構(gòu)影響范圍以遠(yuǎn)的路基為固定參照物，進(jìn)行橋臺(tái)的水平位移測(cè)試，既考慮了摩擦板及端刺結(jié)構(gòu)的水平位移對(duì)橋臺(tái)水平位移測(cè)試的影響，同時(shí)又縮短了基準(zhǔn)桿的長(zhǎng)度，避免了過長(zhǎng)的細(xì)長(zhǎng)桿件容易產(chǎn)生彎曲變形和較大摩擦阻力的缺點(diǎn)及過大的溫度伸縮值對(duì)傳感器大量程的要求，減小了測(cè)試誤差。[0021]同時(shí)，本實(shí)用新型的裝置，還由溫度校正值測(cè)試部分在不會(huì)產(chǎn)生水平位移的路基表面上采用溫度校正桿作為基準(zhǔn)桿進(jìn)行基準(zhǔn)桿測(cè)試法測(cè)試，其測(cè)試出的數(shù)值(即溫度校正值R)為基準(zhǔn)桿測(cè)試法中基準(zhǔn)桿熱脹冷縮及其它環(huán)境因素的影響值。由于橋臺(tái)的水平位移值&中有四個(gè)測(cè)試值O^Y1JyY3O由基準(zhǔn)桿測(cè)試法測(cè)試出，因此數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)再減去溫度校正值R的四倍即可消除這四個(gè)測(cè)試值0^、^2、￥3、)中基準(zhǔn)桿熱脹冷縮及其它環(huán)境因素影響產(chǎn)生的誤差，從而得出精確可靠的橋臺(tái)水平位移值&。雖然本實(shí)用新型的這種分段串連式基準(zhǔn)桿測(cè)試裝置并不能保證相鄰基準(zhǔn)桿串連部位的測(cè)試點(diǎn)與錨固點(diǎn)在同一橫斷面上的位置絕對(duì)準(zhǔn)確，可能會(huì)有幾厘米的誤差，但這幾厘米長(zhǎng)的摩擦板所產(chǎn)生的熱脹冷縮變形相對(duì)于基準(zhǔn)桿長(zhǎng)度范圍的摩擦板熱脹冷縮變形完全可以忽略。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是一、以不受橋臺(tái)及相鄰摩擦板、端刺結(jié)構(gòu)影響的遠(yuǎn)端路基為固定參照物，采用分段串連式基準(zhǔn)桿測(cè)試法進(jìn)行橋臺(tái)水平位移測(cè)試，既考慮了摩擦板及端刺結(jié)構(gòu)的水平位移對(duì)橋臺(tái)水平位移測(cè)試的影響，又縮短了單根基準(zhǔn)桿測(cè)試法的測(cè)桿長(zhǎng)度，避免了過長(zhǎng)的細(xì)長(zhǎng)桿件容易產(chǎn)生彎曲變形和較大摩擦阻力的缺點(diǎn)以及過大的溫度伸縮值對(duì)傳感器大量程的要求， 提高了測(cè)試精度。同時(shí)，在位置固定不變的路基上采用溫度校正桿測(cè)試出基準(zhǔn)桿熱脹冷縮及其它環(huán)境因素的對(duì)位移傳感器影響值進(jìn)行溫度校正，消除了基準(zhǔn)桿測(cè)試法中基準(zhǔn)桿熱脹冷縮及其它環(huán)境因素產(chǎn)生的誤差。可見，用本實(shí)用新型測(cè)出的橋臺(tái)水平位移值更加精確、可靠，能更好的保證高速鐵路營(yíng)運(yùn)的安全。二、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與安裝遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相連，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)即可方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)橋臺(tái)水平位移的長(zhǎng)期遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，隨時(shí)掌握結(jié)構(gòu)的服役性能演變規(guī)律，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)，采用相應(yīng)措施，確保高鐵運(yùn)行安全。上述的基準(zhǔn)桿一、基準(zhǔn)桿二、基準(zhǔn)桿三、基準(zhǔn)桿四和溫度校正桿為規(guī)格、材料、長(zhǎng)度完全相同的桿件；位移傳感器一、位移傳感器二、位移傳感器三、位移傳感器四、位移傳感器五、溫度校正位移傳感器為型號(hào)、精度、量程完全相同的位移傳感器。這樣，本實(shí)用新型的溫度校正將更加準(zhǔn)確、可靠。同時(shí)，也使基準(zhǔn)桿一的長(zhǎng)度為摩擦板長(zhǎng)度的三分之一，端刺高度的二倍以上，基準(zhǔn)桿一在路基上的錨固點(diǎn)不受因端刺水平位移對(duì)相鄰路基土體擾動(dòng)的影響，也使測(cè)試結(jié)果更準(zhǔn)確。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖(僅剖到地下部分，鋼筋混凝土底座和素混凝土支承層及其以上部分未剖)。圖1、圖2中01.橋臺(tái)，02.路基，03.端刺，04.摩擦板，05.鋼筋混凝土底座， 06.素混凝土支承層，07.軌道板，08.線路分界線。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例[0034]圖1-2示出，本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施方式
是一種高速鐵路CRTS-II型板式無砟軌道橋臺(tái)水平位移測(cè)試裝置，其組成為[0035]a、端刺水平位移測(cè)試部分[0036]位移傳感器一 11固定于端刺03的測(cè)試點(diǎn)A上，位移傳感器一 11的伸縮桿與基準(zhǔn)桿一 21的近端連接，基準(zhǔn)桿一 21的遠(yuǎn)端錨固于路基02上，[0037]b、摩擦板水平變形測(cè)試部分[0038]位移傳感器二 12固定于端刺03的測(cè)試點(diǎn)A'上，測(cè)試點(diǎn)A'與端刺03的測(cè)試點(diǎn)A 位于同一橫斷面上，位移傳感器二 12的伸縮桿與基準(zhǔn)桿二 22的遠(yuǎn)端連接，基準(zhǔn)桿二 22的近端錨固于摩擦板04第一段的錨固點(diǎn)B上；[0039]位移傳感器三13固定于摩擦板04第二段的測(cè)試點(diǎn)B'上，第二段的測(cè)試點(diǎn)B'與上述的摩擦板04第一段的錨固點(diǎn)B位于同一橫斷面上，位移傳感器三13的伸縮桿與基準(zhǔn)桿三23的遠(yuǎn)端連接，基準(zhǔn)桿三23的近端錨固于摩擦板04第二段的錨固點(diǎn)C上；[0040]位移傳感器四14固定于摩擦板04第三段的測(cè)試點(diǎn)C'上，測(cè)試點(diǎn)C'與上述的摩擦板04第二段的錨固點(diǎn)C位于同一橫斷面上，位移傳感器四14的伸縮桿與基準(zhǔn)桿四M的遠(yuǎn)端連接，基準(zhǔn)桿四M的近端錨固于摩擦板04第三段的錨固點(diǎn)D上，且錨固點(diǎn)D位于與橋臺(tái)相鄰的摩擦板端部；[0041]C、相對(duì)于摩擦板的橋臺(tái)水平位移測(cè)試部分[0042]位移傳感器五15固定于與摩擦板04相鄰的橋臺(tái)01測(cè)試點(diǎn)E上，位移傳感器五15 的伸縮桿與基準(zhǔn)件31連接，且基準(zhǔn)件31固定在與橋臺(tái)01相鄰的摩擦板04端部D'上；[0043]d、溫度校正值測(cè)試部分[0044]溫度校正位移傳感器16固定于基準(zhǔn)桿21遠(yuǎn)端以遠(yuǎn)附近的路基02上，溫度校正位移傳感器16的伸縮桿與溫度校正桿25的近端連接，溫度校正桿25的遠(yuǎn)端錨固于路基02 上，由溫度校正位移傳感器16測(cè)出溫度校正值R。[0045]e、所述的位移傳感器一 11、位移傳感器二 12、位移傳感器三13、位移傳感器四14、 位移傳感器五15、溫度校正位移傳感器16均與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)電連接。[0046]本例的基準(zhǔn)桿一 21、基準(zhǔn)桿二 22、基準(zhǔn)桿三23、基準(zhǔn)桿四M和溫度校正桿25為規(guī)格、材料、長(zhǎng)度完全相同的桿件；位移傳感器一 11、位移傳感器二 12、位移傳感器三13、位移傳感器四14、位移傳感器五15、溫度校正位移傳感器16為同型號(hào)的位移傳感器。
權(quán)利要求1.一種高速鐵路CRTS-II型板式無砟軌道橋臺(tái)水平位移測(cè)試裝置，其組成為a、端刺水平位移測(cè)試部分位移傳感器一(11)固定于端刺(0 的測(cè)試點(diǎn)A上，位移傳感器一(11)的伸縮桿與基準(zhǔn)桿一的近端連接，基準(zhǔn)桿一的遠(yuǎn)端錨固于路基(0 上；b、摩擦板水平變形測(cè)試部分位移傳感器二(12)固定于端刺(03)的測(cè)試點(diǎn)A'上，測(cè)試點(diǎn)A'與端刺(03)的測(cè)試點(diǎn)A位于同一橫斷面上，位移傳感器二(12)的伸縮桿與基準(zhǔn)桿二 02)的遠(yuǎn)端連接，基準(zhǔn)桿二 02)的近端錨固于摩擦板(04)第一段的錨固點(diǎn)B上；位移傳感器三(1 固定于摩擦板(04)第二段的測(cè)試點(diǎn)B'上，第二段的測(cè)試點(diǎn)B' 與上述的摩擦板(04)第一段的錨固點(diǎn)B位于同一橫斷面上，位移傳感器三(13)的伸縮桿與基準(zhǔn)桿三(2 的遠(yuǎn)端連接，基準(zhǔn)桿三的近端錨固于摩擦板(04)第二段的錨固點(diǎn)C 上；位移傳感器四(14)固定于摩擦板(04)第三段的測(cè)試點(diǎn)C'上，測(cè)試點(diǎn)C'與上述的摩擦板(04)第二段的錨固點(diǎn)C位于同一橫斷面上，位移傳感器四(14)的伸縮桿與基準(zhǔn)桿四 (24)的遠(yuǎn)端連接，基準(zhǔn)桿四04)的近端錨固于摩擦板(04)第三段的錨固點(diǎn)D上，且錨固點(diǎn) D位于與橋臺(tái)相鄰的摩擦板端部；C、相對(duì)于摩擦板的橋臺(tái)水平位移測(cè)試部分位移傳感器五(1 固定于與摩擦板(04)相鄰的橋臺(tái)(01)測(cè)試點(diǎn)E上，位移傳感器五 (15)的伸縮桿與基準(zhǔn)件(31)連接，且基準(zhǔn)件(31)固定在與橋臺(tái)(01)相鄰的摩擦板(04) 端部D'上；d、溫度校正值測(cè)試部分溫度校正位移傳感器(16)固定于基準(zhǔn)桿遠(yuǎn)端以遠(yuǎn)附近的路基(0 上，溫度校正位移傳感器(16)的伸縮桿與溫度校正桿0 的近端連接，溫度校正桿0 的遠(yuǎn)端錨固于路基(0 上，由溫度校正位移傳感器(16)測(cè)出溫度校正值R ；e、所述的位移傳感器一(11)、位移傳感器二(12)、位移傳感器三(13)、位移傳感器四 (14)、位移傳感器五(15)、溫度校正位移傳感器(16)均與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速鐵路CRTS-II型板式無砟軌道橋臺(tái)水平位移測(cè)試裝置，其特征是所述的基準(zhǔn)桿一(21)、基準(zhǔn)桿二(22)、基準(zhǔn)桿三(23)、基準(zhǔn)桿四04)和溫度校正桿0 為規(guī)格、材料、長(zhǎng)度完全相同的桿件；位移傳感器一(11)、位移傳感器二(12)、 位移傳感器三(13)、位移傳感器四(14)、位移傳感器五(1 和溫度校正位移傳感器(16) 為型號(hào)、精度、量程完全相同的位移傳感器。
專利摘要一種高速鐵路CRTS-II型板式無砟軌道橋臺(tái)水平位移測(cè)試裝置，它由端刺水平位移測(cè)試測(cè)試部分，摩擦板水平變形測(cè)試部分，相對(duì)于摩擦板的橋臺(tái)水平位移測(cè)試部分和溫度校正值測(cè)試部分構(gòu)成；溫度校正值測(cè)試部分實(shí)現(xiàn)了端刺與摩擦板上基準(zhǔn)桿端部連接的位移傳感器測(cè)試值的校正，該測(cè)量裝置原理清晰、測(cè)量誤差小、精度高，能滿足高速鐵路CRTS-II型板式無砟軌道橋臺(tái)水平位移的測(cè)試。
文檔編號(hào)G01B21/02GK202255330SQ20112036108
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者劉鋼, 吳兵, 張國(guó)發(fā), 張良, 王冠, 羅強(qiáng), 肖雙松, 陳堅(jiān), 陳虎, 魏永權(quán) 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)