一種無砟軌道沉降監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高速鐵路無砟軌道沉降檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無砟軌道沉降監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著中國鐵路技術(shù)的發(fā)展，我國的鐵路交通逐漸進入了高鐵時代。預(yù)計到2020年，中國鐵路通過建設(shè)高速鐵路和客運專線、發(fā)展城際客運軌道交通和既有線提速改造，將初步形成以高速鐵路和客運專線為主干，連接全國主要大中城市的快速客運網(wǎng)絡(luò)。
[0003]高速鐵路由于速度快，其對軌道結(jié)構(gòu)提出了高平順性和高穩(wěn)定性的要求。傳統(tǒng)的有砟軌道因其穩(wěn)定性低、易變形且火車經(jīng)過時容易濺起砂石，不利于火車速度和安全性的提升。目前，穩(wěn)定性高、剛度均勻性好、結(jié)構(gòu)耐久性強的無砟軌道已經(jīng)逐漸代替有砟軌道成為高速鐵路系統(tǒng)的重要組成部分。另一方面，正是因為無砟軌道板剛度大，一旦發(fā)生路基的不均勻沉降，將直接影響高速鐵路的運營安全。雖然高速鐵路要求對地基沉降做相應(yīng)處理，但無砟軌道鋪設(shè)后線下構(gòu)筑物仍有可能發(fā)生不均勻沉降。因此，對高速鐵路無砟軌道進行沉降測量是必要且重要的。
[0004]邁克爾遜干涉儀是光學(xué)干涉儀較常見的一種，其原理是:一束入射激光被分為兩束，其中一束經(jīng)一定相位延遲后與另一束發(fā)生干涉現(xiàn)象，形成干涉圖樣。兩束光的不同相位差可以通過調(diào)節(jié)干涉臂的長度來實現(xiàn)，因此其可測量到的微移位的精度在入射激光的波長量級，如果用可見光的話，則為亞微米量級。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是解決上述無砟軌道沉降的問題，提供一種基于邁克爾遜干涉儀的無砟軌道沉降監(jiān)測裝置。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種無砟軌道沉降監(jiān)測裝置，包括導(dǎo)軌、固定安裝在導(dǎo)軌前端的固定板、固定安裝在導(dǎo)軌中部的主板以及活動安裝在導(dǎo)軌后端可沿導(dǎo)軌軸線滑動的鏡架，固定板上設(shè)有光檢測器，主板上設(shè)有激光器、分光鏡和第一反射鏡，鏡架上設(shè)有第二反射鏡，所述激光器、分光鏡、第一反射鏡、第二反射鏡和光檢測器構(gòu)成邁克爾遜干涉儀;所述鏡架通過連接柱與法蘭沉降盤相連。
[0007]優(yōu)選地，所述法蘭沉降盤安裝在套管底部，緊貼軌枕螺栓設(shè)置。
[0008]優(yōu)選地，所述無砟軌道沉降監(jiān)測裝置豎直放置，其鏡架位于主板上方，導(dǎo)軌垂直于水平面，連接柱與導(dǎo)軌平行。
[0009]優(yōu)選地，所述光檢測器與采集單元相連，采集單元與處理單元相連，所述處理單元用于處理采集單元收集的數(shù)據(jù)。
[0010]優(yōu)選地，所述導(dǎo)軌的數(shù)量為二，且平行分布。
[0011]優(yōu)選地，所述鏡架通過滑塊與導(dǎo)軌活動連接。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明所提供的無砟軌道沉降監(jiān)測裝置，通過邁克爾遜干涉法來監(jiān)測軌道的微小下沉距離，達到精準感知沉降，監(jiān)測下沉量的目的；以往的邁克爾遜干涉儀都要對激光進行擴束，這讓讀數(shù)極為不便，而此方法激光不經(jīng)過擴束，使讀數(shù)過程大為簡化，光檢測器得到測量結(jié)果，提供了精度保障;通過邁克爾遜干涉儀來監(jiān)測沉降程度，最后通過采集單元將測得的數(shù)據(jù)輸入處理單元中處理，可實現(xiàn)對軌道沉降的全自動測量，與現(xiàn)有產(chǎn)品相比較，具有測量精度高，自動化程度高，操作簡便等優(yōu)點，并且能夠做到實時測量。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明無砟軌道沉降監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本發(fā)明法蘭沉降盤安裝示意圖。
[0015]附圖標記說明:1、導(dǎo)軌;2、固定板;3、主板;4、鏡架;5、光檢測器;6、激光器;7、分光鏡;8、第一反射鏡;9、第二反射鏡;1、連接柱;11、法蘭沉降盤;12、套管；13、軌枕螺栓。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明:
[0017]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的無砟軌道沉降監(jiān)測裝置，包括導(dǎo)軌1、固定板2、主板3和鏡架4，導(dǎo)軌I的數(shù)量為二，且平行分布;固定板2固定安裝在導(dǎo)軌I前端，固定板2上設(shè)有光檢測器5;主板3固定安裝在導(dǎo)軌I中部，主板3上設(shè)有激光器6、分光鏡7和第一反射鏡8;鏡架4通過滑塊活動安裝在導(dǎo)軌I后端，并可沿導(dǎo)軌I軸線滑動，鏡架4上設(shè)有第二反射鏡9;上述激光器6、分光鏡7、第一反射鏡8、第二反射鏡9和光檢測器5構(gòu)成邁克爾遜干涉儀;鏡架4通過連接柱10與法蘭沉降盤11相連。
[0018]在無砟軌道修筑初期，采用鉆孔引孔埋設(shè)，鉆孔垂直，孔深達到硬質(zhì)穩(wěn)定層并與該沉降監(jiān)測裝置總長保持一致，孔口應(yīng)平整密實，在放入該沉降監(jiān)測裝置前，應(yīng)保證孔底無沉渣、淤泥等，并將該監(jiān)測裝置放置在孔底部，無砟軌道沉降監(jiān)測裝置豎直放置，其鏡架4位于主板3上方，導(dǎo)軌I垂直于水平面，連接柱10與導(dǎo)軌I平行，法蘭沉降盤11應(yīng)保持水平。安裝時，使連接柱10頂部的法蘭沉降盤11位于套管12底部，軌枕螺栓13套上彈簧墊圈，并將螺紋部分涂滿鐵路專用油脂，旋入預(yù)埋套管12中，使得軌枕螺栓13緊貼法蘭沉降盤11。光檢測器5還與采集單元相連，采集單元與處理單元相連，處理單元用于處理采集單元收集的數(shù)據(jù)，計算出軌道的沉降距離，數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)處理單元可放置在外部，并通過進入地下的導(dǎo)線與光檢測器5相連。
[0019]以下對上述無砟軌道沉降監(jiān)測裝置的工作過程作進一步的詳細描述，以表示其工作原理:
[0020]打開激光器6，通過鏡架4的移動，使激光器6射出的激光束經(jīng)分光鏡7變成兩束光，這兩束光滿足相干條件，分別經(jīng)第一反射鏡8和第二反射鏡9交匯在光檢測器5上形成亮點，調(diào)節(jié)裝置使最亮點居中；當(dāng)無砟軌道發(fā)生沉降時，軌枕螺栓13和法蘭沉降盤11隨之發(fā)生位移，鏡架4和第二反射鏡9的移動使干涉光發(fā)生變化，從而第一反射鏡8和第二反射鏡9交匯在光檢測器5上形成的亮點的強度發(fā)生明暗的變化，在該過程中，光檢測器5將光的干涉波形通過采集單元輸入處理單元，處理單元根據(jù)以下公式可計算出軌道的沉降距離AL:
[0021 ] AL = 2AN*A，
[0022]其中，△N為干涉波形圖中經(jīng)過波峰(或波谷)的個數(shù)，由光檢測器5通過光的干涉波形得出;λ為入射激光的波長，該值為一常數(shù)，大小僅與激光器6的選擇有關(guān)?？梢钥闯觯m用的激光器的波長越小，則可測得更小的伸長量。通常情況下，如果使用在可見光波段的激光器，其波長值在百納米的量級，即如果利用我們提出的這種裝置，可實現(xiàn)在幾微米量級的微小伸長量測量。
[0023]本發(fā)明的無砟軌道沉降監(jiān)測裝置，通過邁克爾遜干涉儀對無砟軌道的沉降進行實時測量，可測量微米甚至納米的沉降距離，實現(xiàn)精準感知沉降，監(jiān)測下沉量的目的。
[0024]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，這里所述的實施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護范圍并不局限于這樣的特別陳述和實施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種無砟軌道沉降監(jiān)測裝置，其特征在于:包括導(dǎo)軌(I)、固定安裝在導(dǎo)軌(I)前端的固定板(2)、固定安裝在導(dǎo)軌(I)中部的主板(3)以及活動安裝在導(dǎo)軌(I)后端可沿導(dǎo)軌(I)軸線滑動的鏡架(4)，固定板(2)上設(shè)有光檢測器(5)，主板(3)上設(shè)有激光器(6)、分光鏡(7)和第一反射鏡(8)，鏡架(4)上設(shè)有第二反射鏡(9)，所述激光器(6)、分光鏡(7)、第一反射鏡(8)、第二反射鏡(9)和光檢測器(5)構(gòu)成邁克爾遜干涉儀;所述鏡架(4)通過連接柱(10)與法蘭沉降盤(11)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無砟軌道沉降監(jiān)測裝置，其特征在于:所述法蘭沉降盤(11)安裝在套管(12)底部，緊貼軌枕螺栓(13)設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無砟軌道沉降監(jiān)測裝置，其特征在于:所述無砟軌道沉降監(jiān)測裝置豎直放置，其鏡架(4)位于主板(3)上方，導(dǎo)軌(I)垂直于水平面，連接柱(10)與導(dǎo)軌(I)平行。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無砟軌道沉降監(jiān)測裝置，其特征在于:所述光檢測器(5)與采集單元相連，采集單元與處理單元相連，所述處理單元用于處理采集單元收集的數(shù)據(jù)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無砟軌道沉降監(jiān)測裝置，其特征在于:所述導(dǎo)軌(I)的數(shù)量為二，且平行分布。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無砟軌道沉降監(jiān)測裝置，其特征在于:所述鏡架(4)通過滑塊與導(dǎo)軌(I)活動連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無砟軌道沉降監(jiān)測裝置，包括導(dǎo)軌、固定安裝在導(dǎo)軌前端的固定板、固定安裝在導(dǎo)軌中部的主板以及活動安裝在導(dǎo)軌后端可沿導(dǎo)軌軸線滑動的鏡架，固定板上設(shè)有光檢測器，主板上設(shè)有激光器、分光鏡和第一反射鏡，鏡架上設(shè)有第二反射鏡，所述激光器、分光鏡、第一反射鏡、第二反射鏡和光檢測器構(gòu)成邁克爾遜干涉儀；所述鏡架通過連接柱與法蘭沉降盤相連。本發(fā)明的無砟軌道沉降監(jiān)測裝置，通過邁克爾遜干涉儀對無砟軌道的沉降進行實時測量，可測量微米甚至納米的沉降距離，實現(xiàn)精準感知沉降，監(jiān)測下沉量的目的。
【IPC分類】E01B35/12
【公開號】CN105603841
【申請?zhí)枴緾N201511024652
【發(fā)明人】秦鵬程, 常相輝, 樊代和, 郭培利, 馬亞寧, 徐勛義, 劉子健, 張祖豪
【申請人】西南交通大學(xué)
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月30日