基于钢轨纵向力零应力轨温测量装置的无缝线路钢轨零应力轨温测量方法

摘要

基于钢轨纵向力零应力轨温测量装置的无缝线路钢轨零应力轨温测量方法，本发明涉及一种钢轨零应力轨温测量方法。本发明为解决现有无缝线路钢轨零应力轨温测量装置不能在铁路线路正常运行使用情况下实时测量钢轨温度力及其对应的零应力轨温，并且测量方法操作费时、费力、繁琐，具有操作安全风险的问题而提出的。无缝线路钢轨零应力轨温的测量装置由钢轨轨温应力测量装置和手持数据采集终端组成；所述钢轨轨温应力测量装置固定安装在钢轨的轨腰中性轴上；钢轨轨温应力测量装置的无线数据通讯输出输入端与手持数据采集终端的无线数据通讯输出输入端相连，实现测量数据的交换。本发明用于铁路线路正常运行状态下连续测量钢轨零应力轨温。

主权项

基于钢轨纵向力零应力轨温测量装置的无缝线路钢轨零应力轨温测量方法，本方法所采用的测量装置由钢轨轨温应力测量装置(1)和手持数据采集终端(2)组成；所述钢轨轨温应力测量装置(1)固定安装在钢轨(3)的轨腰中性轴(a)上；所述钢轨轨温应力测量装置(1)的无线数据传送输出输入端与手持数据采集终端(2)的无线数据传送输出输入端相连；其特征在于所述测量方法由如下步骤实现：步骤一：前期通过试验采集车重数据，并运用统计方法对所得数据进行分析，所述分析过程为对所有获取的数据依照数值大小进行排序，剔除排序中最高数值和最低数值，再剔除排序中最高5％范围内的数值和最低5％范围内的数值，即剔除超重和空载车辆，对剩余的数据进行统计分析并生成直方图，对所有剩余的数据取平均值，并以此平均值作为平均车重内部参考值P；将车辆平均车重内部参考值P和钢轨零应力时刻车辆平均车重内部参考值P作用下纵向应力N₀的内部参考值在钢轨轨温应力测量装置(1)首次使用前配置于钢轨轨温应力测量装置(1)中；步骤二：当铁路车辆经过时，测量钢轨向下形变量L₁以及钢轨的实时温度T₁；根据钢轨变形位移公式：计算出此时钢轨所受的纵向应力N₁；参数δ为跨中挠度，参数L为被测试段钢轨长度，且K²＝N/EI，参数EI为钢轨抗弯刚度；由钢轨所受的轴向温度力ΔN计算出温度变化值Δt：Δt＝ΔN/αEF，其中ΔN＝N₁‑N₀，N₀为同一钢轨零应力时相同车重下所受纵向应力，E为钢轨的弹性模量，α为钢轨的线膨胀系数，F为钢轨横截面积；通过公式：T＝T₁+Δt，计算出钢轨内部纵向温度力为ΔN时对应的钢轨零应力轨温T；步骤三：钢轨轨温应力测量装置(1)通过无线数据通讯输出端将数据发送到手持数据采集终端(2)中；步骤四：手持数据采集终端(2)存储测量的数据，由工作人员将所有数据通过有线或无线网络上传至服务器，对数据进行处理；步骤五：根据各个站点服务器中历史数据生成的数据表格和曲线，对历史数据进行统计分析，结合使用其他校准设备定期实测的钢轨零应力轨温数据T对车辆平均车重内部参考值P和零应力下车辆平均车重内部参考值P作用下钢轨的纵向应力N₀进行修正。