2018年11月12日

高速铁路对路基的沉降控制要求极为严格,才能有效的保证高速铁路线下基础的高平顺性和高稳定性。对于高速铁路路基沉降进行分析,要根据不同的路基高度、不同的轨道地基条件以及不同的路基结构部位来具体设置沉降的监测面,只有及时有效的实际检测才能为具体的沉降控制分析提供合理的数据参考。路基沉降监测系统主要由:变形感知无线传感器、数据无线采集基站、远程通讯系统、后台服务器和客户端组成。


工作时传感器将采集到的路基变形监测数据实时传输至无线监测基站,并经监测基站通过既有远程通讯系统传输至Internet,数据在服务器后台进行处理,将处理过大数据直观的展示出来,供管理及技术人员实时、准确掌握高速铁路路基状态,客户端则将数据传输到服务站进行决策处理。

高铁列车运行时会产生强烈的震动,考虑到常规的机械固定安装方法在列车震动影响条件下可能会造成仪器的松动,因此本次仪器安装采用机械固定结合化学剂粘合的方式安装固定无线监测传感器,安装示意图如下。

传感器在工作时可以感知底座板因路基沉降而造成在竖直方向的偏转量,再根据偏转量计算路基沉降量,计算原理见下图:

按从左至右的顺序,各变形传感器发生竖向偏转变化量分别为△θ1、△θ2、△θ3和△θ4,各变形传感器与相邻变形传感器的间隔分别为L1、L2、L3、L4。高速铁路路基各处的沉降变化量△di(i=1,2,3,4……)根据以下公式计算:

△d1=L1×sin△θ1;

△d2=L2×sin△θ2;

△d3=L3×sin△θ3;

△d4=L4×sin△θ4。

依次类推,根据变形传感器的偏转量△θi(i=1,2,3,4……)及其与相邻变形传感器的间隔Li(i=1,2,3,4……)即可分段计算得到该分段的沉降量,通过连续地对各分段进行计算,可得到区段最大沉降量。

选定一个相对不动参考点后,第n个测点相对于参考点的沉降量即为各分段沉降量之和,其计算方式为:

△S=L1×sin△θ1+L2×sin△θ2+L3×sin△θ3+····+Ln×tan△θn


传感器之间以及传感器与无线监测基站之间不需线缆连接,较彻底解决现有高速铁路路基监测系统易遭破坏、难以保护的问题和无法大量推广应用的困境。传感器采用低功耗设计,无线监测系统免维护可持续工作3年以上。同时所用传感器体积小、造价低、安装简单便捷,是一种在高速铁路中可大量推广应用的自动化监测预警新技术。

(1)初步告警

按上述方式,在监测过程中当任意一变形传感器读数>1.5倍精度值时,即表示所测路段的路基发生了变形,系统发出初步预警,通知工作人员现场查看,分析原因,根据情况完善监测方案。

(2)过程监测

对该段路基的沉降情况进行继续观测,计算沉降量,观察变形的发展。

(3)预警及处治

依据规范,如果任意38m范围内路基的沉降量超过了规定的30mm,即发出预警,将危险路段的位置信息及病害情况发送给相关部门,进行处置。


新闻中心


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