基于超聲導(dǎo)波的實時斷軌檢測方法研究.pdf

1、隨著我國鐵路向客運高速化、貨運重載化方向發(fā)展,對軌道結(jié)構(gòu)的完整性提出了更高的要求,鐵路運輸安全保障工作的重要性越來越高。鋼軌作為軌道結(jié)構(gòu)的基本組成部分,具有承受車輪的巨大壓力并將其傳遞到軌枕上,同時引導(dǎo)機車車輛車輪前進的功能。鋼軌必須為車輪提供連續(xù)、平順和阻力最小的滾動表面,還應(yīng)提供較好的粘著牽引力。而鐵路運營線上如果出現(xiàn)鋼軌斷裂就有可能造成列車出軌、傾覆等重大行車安全事故。因此,必須及時檢測并發(fā)現(xiàn)鋼軌中存在的裂紋或斷裂,確保鐵路運輸?shù)?/p>

2、安全和暢通。
　　本論文的主要目的是針對無軌道電路區(qū)段環(huán)線加計軸閉塞設(shè)備不具備斷軌檢測功能,而現(xiàn)有的工務(wù)鋼軌探傷設(shè)備不能在線動態(tài)監(jiān)測斷軌的問題,設(shè)計一種適用于對沒有裝設(shè)軌道電路的無縫長軌區(qū)段進行斷軌檢測的方法。
　　首先,本文通過總結(jié)和分析目前我國斷軌統(tǒng)計資料和數(shù)據(jù),得出斷軌產(chǎn)生的主要原因和斷軌分布的特點。在軌道交通中,鋼軌由于自身材質(zhì)的缺陷以及長期受到各種外力復(fù)合作用會使得鋼軌發(fā)生折斷現(xiàn)象。鋼軌斷裂最常見的原因有兩種,一種

3、是當(dāng)有列車在鋼軌上行駛時,鋼軌在列車輪對的反復(fù)沖擊力作用下發(fā)生斷裂;另一種情況是當(dāng)軌道空閑時,鋼軌受到外界人為或自然災(zāi)害使得一段鋼軌缺失造成斷軌。斷軌發(fā)生后如果不能及時發(fā)現(xiàn)將給鐵路運輸安全帶來極大的威脅,輕者造成列車晚點,重則導(dǎo)致列車顛覆和人員傷亡,因而對斷軌檢測方法的研究具有重要意義。
　　本文在分析比較了當(dāng)前國內(nèi)外斷軌檢測所使用的主要方法和檢測設(shè)備的基礎(chǔ)上,同時借鑒了工業(yè)生產(chǎn)中的超聲導(dǎo)波無損檢測思想,提出了一種基于超聲導(dǎo)波在鋼

4、軌中傳導(dǎo)與衰減測量技術(shù)的新的斷軌檢測方法。
　　該方法采用兩端發(fā)射超聲導(dǎo)波、中央接收的檢測方式。此方法不易受到鋼軌及道床的電氣參數(shù)影響,在道床泄漏阻抗小等一些不適合采用軌道電路的區(qū)段可以替代軌道電路完成斷軌檢測功能,并能通過聲波回波時間、幅值測定法估測鋼軌斷裂位置和裂紋大小。對列車運行時鋼軌中聲波頻譜的特征提取還可以使其具備區(qū)間內(nèi)列車占用檢測的功能。
　　為了闡明該方法的檢測機理,本文詳細分析了超聲導(dǎo)波在鋼軌波導(dǎo)管中的傳播特