一种重载列车超偏载检测结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种重载列车超偏载检测结构，属于列车超偏载检测领域。


背景技术：

2.根据《铁路货运装载加固规则》规定，限定货物列车的重心偏移车辆纵向中心线容许安全极限值，铁路车辆允许最大轴重23t，通过检测超偏载，杜绝车辆超偏、超载安全事故发生。为了更加有效地加强安全、控制进出港口和铁路货运的安全，需要对进出港口和铁路货运使用的列车进行超重和偏载情况的检测，从而保证每节货车的超重数值、偏载、重心转移等数据保持在规定范围。
3.现有国铁正线超偏载，均采用的是特制钢枕木或特制水泥枕木(在这些特制的枕木的上表面预制有超偏载专用传感器安装底座)的碎石道床基础，侧重于解决国铁正线封锁线路的施工时间，达到快速施工之目的。然而安装在碎石道床基础上的特制钢枕或特制水泥枕木及传感器，在车轮的作用下，出现随波而逐的弹钢琴情况，由于碎石道床的基础松散型比较大、基础稳定性差，导致系统的超偏载检测与称重计量准确度低下。为了提高系统的准确度，主要还是依靠增加称量单元的数量，进行多次重复采集或计量；以及通过提高对轮重的采样速率，这二种方法。由于碎石道床基础受列车的震动与冲击、受到日晒雨淋的影响，特制钢枕木(特制水泥枕木)会出现不均匀的疏松下沉现象。在同等轮重的作用下，当处于较高位置的枕木及传感器受到的载荷加大；而处于较低位置的枕木及传感器受到的载荷减小，甚至出现反向受力，导致系统采样数据波动性(离散性)差异较大，准确度的大幅下降或失准。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种重载列车超偏载检测结构，能够有效解决现有超偏载检测结构准确度不高的问题。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
6.一种重载列车超偏载检测结构，所述重载列车超偏载检测结构设于钢轨上，所述钢轨底部固定设有若干间隔设置的枕木，所述检测结构包括称量单元，所述称量单元对称设于所述钢轨轨腰腹板两侧；其中，所述称量单元包括两组间隔设置在所述枕木开档内的测力传感器；所述测力传感器两侧的枕木与所述钢轨之间设有减震胶板，所述测力传感器之间的枕木与所述钢轨之间呈悬空状态，通过将称量单元对称设置在钢轨轨腰腹板两侧，车轮通过钢轨的重量作用，安装在钢轨轨腰的二个传感器，各自分别产生相应的剪切应力的变化，传感器产生剪切应力输出电压信号变化的大小与轮重的大小成正比，传感器产生剪切应力输出电压信号变化的大小与轮重(一定的情况下)距离传感器的远近成反比，将一个称量单元内的两个测力传感器的输出电压信号合成，就形成了一个具有良好线性的称量区域，提高称量的精度和稳定度。
7.优选的，所述测力传感器两侧设有固定于所述钢轨底部的加固组件，能够帮助稳
定钢轨在列车驶过使更加稳定，不会产生大幅度的沉降影响测量精度。
8.进一步的，所述加固组件包括预埋底板和固定设于所述预埋底板上的底座，所述预埋底板的底部固定于混凝土硬道床基础上，通过预埋底板将底座连接，便于后续在底座上安装零件。
9.进一步的，所述预埋底板与所述混凝土硬道床基础之间采用种植化学螺栓、预埋地脚及快速高强度灌浆料结合的方法相连接，提高连接的稳定性。
10.进一步的，所述底座上设有与所述钢轨抵接的扣件，扣件的底面与钢轨抵接，利用原轨道衡的混凝土水泥枕木硬道床基础，避免传感器支点(枕木)纵向的变动性，扣件和底座可以选用弹条扣件底座，也可以是特制高强度“t型螺栓扣件底座”或压板扣件底座等形式，增强线路行车的平稳性、安全性。
11.进一步的，所述加固组件的数量至少为一个，增加加固组件的数量能够增加固定钢轨的平稳度，但相应的也会增加生产制造的成本，根据自身的需要和检测的实际情况进行选择。
12.进一步的，安装所述加固组件的钢轨上还设有轨道绝缘附件，设置轨道绝缘附件帮助检测结构避免受到外部环境的影响，提高可靠性。
13.优选的，所述称量单元至少有两组，通过至少两次的测量，避免产生较大的偏差，并且减少误差，称量单元也可以设置三组、四组等，进一步提高可靠性。
14.优选的，所述测力传感器为塞入式轮重测力传感器；或者为附着式钢轨轮重测力传感器，根据计量准确度的需求进行灵活选择。
15.进一步的，所述称量单元设于原轨道衡水泥枕木的混凝土硬道床的基础结构上，也可以采用整体刚性框架结构，替代混凝土水泥枕木硬道床(或替代碎石水泥枕木道床)的基础。
16.与现有技术相比，本实用新型的优点是：
17.以专用线既有的动态轨道衡(或静态轨道衡)混凝土水泥枕木道床为基础，在列车经过称量单元或经过称量单元前后区域时，可以规避常规碎石道床之枕木及传感器由于受到不同轮重动态载荷所产生的不均匀沉降，从根本上扭转车轮经过称单元或经过称量单元前后区域时，测力传感器采集到现有枕木下沉不均匀的离散性数据，变成能够采集到集合而真值的轮重数据，最大程度提高数据采集的准确性、可靠性、稳定性。
附图说明
18.图1为本实用新型安装在钢轨上的结构示意图；
19.图2为本实用新型中加固组件的结构示意图；
20.图3为本实用新型中塞入式轮重测力传感器安装在钢轨上的结构示意图；
21.图4为本实用新型中附着式钢轨轮重测力传感器安装在钢轨上的结构示意图；
22.图中：
23.10、钢轨；11、枕木；12、称量单元；13、测力传感器；14、减震胶板；15、加固组件；16、预埋底板；17、底座；18、道床；19、扣件。
具体实施方式
24.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
25.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
27.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.参阅图1-2为本实用新型一种重载列车超偏载检测结构的实施例，重载列车超偏载检测结构设置在钢轨10上，在钢轨10底部设有若干间隔设置的枕木11，重载列车超偏载检测结构包括称量单元12，称量单元12以原轨道衡水泥枕木的混凝土硬道床的基础结构上进行设置，也可以采用整体刚性框架结构，替代混凝土水泥枕木硬道床(或替代碎石水泥枕木道床)的基础，称量单元12对称设置在钢轨10的轨腰腹板两侧，称量单元12包括两个间隔设置在枕木11开档内的测力传感器13，开档即为三根枕木11之间的区域，在测力传感器13两侧的枕木11与钢轨10之间设有减震胶板14，帮助进行减震，测力传感器13之间的枕木11与钢轨10之间呈悬空状态，当车轮进入称量单元12的行走的过程中，车轮通过钢轨10的重量作用，安装在钢轨10轨腰的二个测力传感器13，各自分别产生相应的剪切应力的变化，测力传感器13产生剪切应力输出电压信号变化的大小与轮重的大小成正比，测力传感器13产生剪切应力输出电压信号变化的大小与轮重距离测力传感器13的远近成反比，将一个称量单元12内的二个测力传感器13的输出电压信号合成，就形成了一个具有良好线性的称量区域，从根本上扭转车轮经过称量单元12或经过称量单元12前后区域时，测力传感器13采集到现有枕木11下沉不均匀的离散性数据，变成能够采集到集合而真值的轮重数据，最大程度提高数据采集的准确性、可靠性、稳定性。
29.参阅图1-2，测力传感器13的两侧设有固定在钢轨10底部的加固组件15，加固组件15包括预埋底板16和固定在预埋底板16上的底座17，预埋底板16的底部固定在道床18上，底座17上设有底部与钢轨10抵接的扣件19，利用加固组件15的局部在线加固、扣件19的加密，避免测力传感器13支点(枕木11)纵向的变动性，增强线路行车的平稳性、安全性，在钢轨10上还设有轨道绝缘附件，帮助轨道在检测列车超偏载时，不仅减少受到外力的影响，还能确保铁路信号不受干扰。
30.重载列车超偏载检测结构安装的步骤与方法：
31.①
事先根据枕木11空档的间距、高度、钢轨10的型号等参数取料，制作需用的预埋底板16，并将被加固的底座17预先焊接于该预埋底板16上。
32.②
根据事先制作好的预埋底板16安装尺寸，对每个称量单元12周边的枕木11空档(钢轨10正下方)，在线采用种植化学螺栓、预埋地脚与快速灌浆料相结合的方法，将预埋底板16和混凝土硬道床基础之间连接起来。
33.③
待种植化学螺栓与快速灌浆料凝固后，在钢轨10正下方的轨底安装10mm厚度的减震胶板14，并调整轨道的水平度，同时撤下第二根枕木11上方的减震胶板14。
34.④
安装好被加固区域的轨道绝缘附件、锁紧扣件19，安装好称量单元12的测力传感器13，即可对列车的超偏载进行检测。
35.参阅图1-2为本实用新型一种重载列车超偏载检测结构的实施例，重载列车超偏载检测结构设置在钢轨10上，在钢轨10底部设有若干间隔设置的枕木11，重载列车超偏载检测结构包括称量单元12，称量单元12以原轨道衡水泥枕木的混凝土硬道床的基础结构上进行设置，也可以采用整体刚性框架结构，替代混凝土水泥枕木硬道床(或替代碎石水泥枕木道床)的基础，称量单元12对称设置在钢轨10的轨腰腹板两侧，称量单元12包括两个间隔设置在枕木11开档内的测力传感器13，开档即为三根枕木11之间的区域，在测力传感器13两侧的枕木11与钢轨10之间设有减震胶板14，帮助进行减震，测力传感器13之间的枕木11与钢轨10之间呈悬空状态，当车轮进入称量单元12的行走的过程中，车轮通过钢轨10的重量作用，安装在钢轨10轨腰的二个测力传感器13，各自分别产生相应的剪切应力的变化，测力传感器13产生剪切应力输出电压信号变化的大小与轮重的大小成正比，测力传感器13产生剪切应力输出电压信号变化的大小与轮重距离测力传感器13的远近成反比，将一个称量单元12内的二个测力传感器13的输出电压信号合成，就形成了一个具有良好线性的称量区域，从根本上扭转车轮经过称量单元12或经过称量单元12前后区域时，测力传感器13采集到现有枕木11下沉不均匀的离散性数据，变成能够采集到集合而真值的轮重数据，最大程度提高数据采集的准确性、可靠性、稳定性。
36.本实施例与上述实施例不同的是，参阅图1-4，加固组件15的数量至少为一个，增加加固组件15的数量能够进一步增加稳定性，但相应的会增加生产成本，可以根据计量准确度的灵活选择，同样的，称量单元12的数量至少为两组，通过设计二组称量单元12，在一节货物列车的前转向架和后转向架各取一根轴，作为称量单元12的排布设计，有助于消除现有技术——顾了前转向架，而忽视了后转向架(或者顾了后转向架，而忽视了前转向架)，这一由于车辆前、后转向架的颠簸、左右摇晃，引入的误差，按照力的平衡规律，尽最大可能对前、后转向架同时采集数据，不仅采集到了前转向架的轮与轴的重量，仅此一项，就能减少约1/2的误差。同时对车辆前、后转向架的颠簸、左右摇晃，所采集到的异常，也便于计算机对同一车轮，对二次经过称量单元12的轮重数据进行比较，准确判断，提高了重载列车超偏载检测结构的精确度。测力传感器13为塞入式轮重测力传感器；或者为附着式钢轨轮重测力传感器，能够根据计量准确度的要求进行选择，当钢轨10上允许打孔时，使用塞入式轮重测力传感器，当钢轨10上不允许打孔时，使用附着式钢轨轮重测力传感器，提高重载列车超偏载检测结构对环境的适应程度。
37.以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于
此，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。