應變—溫度法監(jiān)測鋼軌無縫線路鎖定軌溫的誤差分析及改進.pdf

1、鋼軌無縫線路是將多段標準單元鋼軌焊接在一起的軌道線路，是當前高速鐵路所采用的軌道結(jié)構(gòu)。在環(huán)境溫度變化時，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)部應力為零時對應的溫度，是鐵道標準規(guī)定的評價無縫線路安全狀態(tài)的重要指標。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力或者形變。監(jiān)測無縫線路鎖定軌溫，可及時發(fā)現(xiàn)鋼軌異常狀況，指導鐵路工務人員對無縫線

2、路進行有針對性的維修和養(yǎng)護，對高速鐵路安全穩(wěn)定的運營起著重要的作用。
　　本文基于應變-溫度法測量鋼軌無縫線路鎖定軌溫的原理，采用溫度自補償應變片和補償塊法測量鋼軌受約束未能產(chǎn)生的應變，采用溫度傳感器測量鋼軌溫度，然后結(jié)合應變和溫度，解算無縫線路鎖定軌溫。
　　為進一步提高應變-溫度法測量無縫線路鎖定軌溫的準確性，分析了先前的測量無縫線路鎖定軌溫方案中補償塊脫落、應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行了

3、改進，提出了補償塊與測量應變片分離的方法，將補償塊預先在實驗室內(nèi)集成于測量單元內(nèi)，通過導熱膠和導熱硅脂與鋼軌接觸以保持與鋼軌溫度一致，大幅度降低了補償塊脫落和溫度傳感器失效的可能。
　　針對無縫線路粘貼應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，設計了一種鋼軌上的定位劃線裝置，實現(xiàn)了粘貼應變片位置和安裝測量單元位置的快速、準確找正。
　　針對應變-溫度法監(jiān)測無縫線路鎖定軌溫過程中存在多項誤差影響測量結(jié)果的問題，對

4、傳感器和測量單元集成過程中進行誤差測試分析和質(zhì)量檢測，并且提出技術指標，從時漂、溫漂、抗振、模擬測量鎖定軌溫和溫度滯后效應五個方面進行測試，以保證傳感器和測量單元的性能。
　　針對應變-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償?shù)姆椒?，并且進行了實驗驗證，實現(xiàn)了溫漂誤差的降低。
　　最后，將改進后的方案應用到實際無縫線路上監(jiān)測鎖定軌溫，測