【摘 要】
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高速铁路轨道的稳定性和平顺性是高速铁路正常运营的关键,即便是细微的变形也可能导致严重的后果。因此,对运营期高速铁路的轨下结构持续地开展变形监测是十分必要的。我国地域广阔,南北地区气温差别大,作用于CRTSⅡ型无砟轨道板的温度力十分复杂,进而导致轨道板产生各种病害,其中轨道板的伸缩变形和上拱变形尤为突出。当前我国对轨道板变形的检测主要依靠人工肉眼观察式的现场检查和常规水准测量,存在效率低下,难以在有
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高速铁路轨道的稳定性和平顺性是高速铁路正常运营的关键,即便是细微的变形也可能导致严重的后果。因此,对运营期高速铁路的轨下结构持续地开展变形监测是十分必要的。我国地域广阔,南北地区气温差别大,作用于CRTSⅡ型无砟轨道板的温度力十分复杂,进而导致轨道板产生各种病害,其中轨道板的伸缩变形和上拱变形尤为突出。当前我国对轨道板变形的检测主要依靠人工肉眼观察式的现场检查和常规水准测量,存在效率低下,难以在有限的天窗时间内完成辖区内轨道结构的全覆盖检测的问题,所以研究探讨无砟轨道板伸缩变形和上拱变形的自动化监测技术方法是十分必要的。基于此,本文从自动化监测技术方法的确定、监测方案的实施、技术方法的验证等方面着手,开展了以下工作:（1）在轨道板上拱自动化监测技术方面,从监测类型、温度影响、数据质量、经济性和安全性5个方面对机械光栅式测缝计、分布式光纤传感器和倾角传感器进行了比较分析,阐明了各自的优劣点。（2）在明确采用机械光栅式测缝计进行轨道板上拱变形监测的基础上,针对传统单针测缝计的不足,结合轨道板上拱形变的特点,优化改进了测缝计的结构及配套设施。（3）鉴于高速铁路监测环境的特殊性,对监测单元（包括测缝计及其配套设施）进行了安全性验证分析,确保监测设备的安全性;同时考虑到监测效率和经济效益等因素,拟定了监测单元的布设原则。（4）通过模拟不同的环境条件,对机械光栅式测缝计抗高温、振动和淋水等多方面干扰的性能进行了测试,并结合实验数据初步揭示了轨道板受温度作用的变形规律。研究表明:机械光栅式测缝计能够抵抗高温、振动和淋水等条件的干扰,测量数据稳定可靠,精度满足轨道板上拱监测的要求;优化改进的双针测缝计结合单针为主双针为辅、差异化和动态调整化的布设原则能够提高作业效率,节约经济成本。本文的研究成果对日后实现轨道板上拱的自动化监测和轨道板形变规律的分析有一定的参考价值。
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