應(yīng)變—溫度法監(jiān)測鋼軌無縫線路鎖定軌溫的誤差分析及改進(jìn).pdf

1、鋼軌無縫線路是將多段標(biāo)準(zhǔn)單元鋼軌焊接在一起的軌道線路，是當(dāng)前高速鐵路所采用的軌道結(jié)構(gòu)。在環(huán)境溫度變化時(shí)，鋼軌無縫線路內(nèi)部會產(chǎn)生很大的縱向溫度力，這可能會引起無縫線路應(yīng)力集中或者變形。無縫線路鎖定軌溫是指無縫線路內(nèi)部應(yīng)力為零時(shí)對應(yīng)的溫度，是鐵道標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的評價(jià)無縫線路安全狀態(tài)的重要指標(biāo)。無縫線路鎖定軌溫發(fā)生變化，即意味著鋼軌未被完全約束，產(chǎn)生了除溫度力之外的應(yīng)力或者形變。監(jiān)測無縫線路鎖定軌溫，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋼軌異常狀況，指導(dǎo)鐵路工務(wù)人員對無縫線

2、路進(jìn)行有針對性的維修和養(yǎng)護(hù)，對高速鐵路安全穩(wěn)定的運(yùn)營起著重要的作用。
　　本文基于應(yīng)變-溫度法測量鋼軌無縫線路鎖定軌溫的原理，采用溫度自補(bǔ)償應(yīng)變片和補(bǔ)償塊法測量鋼軌受約束未能產(chǎn)生的應(yīng)變，采用溫度傳感器測量鋼軌溫度，然后結(jié)合應(yīng)變和溫度，解算無縫線路鎖定軌溫。
　　為進(jìn)一步提高應(yīng)變-溫度法測量無縫線路鎖定軌溫的準(zhǔn)確性，分析了先前的測量無縫線路鎖定軌溫方案中補(bǔ)償塊脫落、應(yīng)變片剝落和溫度傳感器失效的原因，據(jù)此對傳感器安裝和布局進(jìn)行了

3、改進(jìn)，提出了補(bǔ)償塊與測量應(yīng)變片分離的方法，將補(bǔ)償塊預(yù)先在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)集成于測量單元內(nèi)，通過導(dǎo)熱膠和導(dǎo)熱硅脂與鋼軌接觸以保持與鋼軌溫度一致，大幅度降低了補(bǔ)償塊脫落和溫度傳感器失效的可能。
　　針對無縫線路粘貼應(yīng)變片的位置偏差和角度偏差會影響鎖定軌溫測量精度的問題，設(shè)計(jì)了一種鋼軌上的定位劃線裝置，實(shí)現(xiàn)了粘貼應(yīng)變片位置和安裝測量單元位置的快速、準(zhǔn)確找正。
　　針對應(yīng)變-溫度法監(jiān)測無縫線路鎖定軌溫過程中存在多項(xiàng)誤差影響測量結(jié)果的問題，對

4、傳感器和測量單元集成過程中進(jìn)行誤差測試分析和質(zhì)量檢測，并且提出技術(shù)指標(biāo)，從時(shí)漂、溫漂、抗振、模擬測量鎖定軌溫和溫度滯后效應(yīng)五個(gè)方面進(jìn)行測試，以保證傳感器和測量單元的性能。
　　針對應(yīng)變-溫度法監(jiān)測無縫線路鎖定軌溫過程中的溫漂問題，分別嘗試采用了全橋方式代替半橋方式的方法、橋臂電阻篩選的方法和某材料測量溫漂并軟件補(bǔ)償?shù)姆椒?，并且進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了溫漂誤差的降低。
　　最后，將改進(jìn)后的方案應(yīng)用到實(shí)際無縫線路上監(jiān)測鎖定軌溫，測