双块式无砟轨道枕上压力监测标定方法研究
作者:李培刚; 兰才昊; 魏强; 李俊奇; 刘增杰; 杨永明
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为了探索双块式无砟轨道轨枕压力的长期监测方法,本文以CRTS双块式轨枕为研究对象,首次利用嵌入式光纤光栅传感器研究了双块式轨枕的内部应变值与轨枕压力之间的线性关系。首先,将光纤光栅应变传感器的FRP嵌入轨枕制造阶段,测试轨枕的内部应变变化。其次,通过反力架和Jack对轨枕进行了静载荷标定,分析了轨枕表面载荷与轨枕内部应变之间的线性关系。最后,通过有限元仿真对其进行了验证和修正。结果表明,轨枕表面施加的载荷和轨枕内部光纤光栅应变传感器的测试值具有良好的一致性。线性斜率确定为校准系数(kN·-1),大小约为4.90-5.28,模拟数据与测量数据之间的误差在5%以内。通过比较反力架约束和道床板约束两种不同边界条件下的轨枕应变,对轨枕压力计算公式进行了修正,提出了基于双块式轨枕内部应变的轨枕压力计算方法。在高速铁路运营线上测得的轨枕压力约为30~42kn。该方法为研究高速铁路轮轨地区的荷载传递、改进无砟轨道结构强度计算理论和方法以及列车轮对状态监测提供了重要依据。