动态轨道衡发展现状介绍：

本文在介绍不断轨动态轨道衡结构和原理的基础上，说明该设备的技术特点和尚存的问题1概述进入90年代以后，在轨道衡称重领域出现了*种新型的动态轨道称重设备。与有基坑整体道床、称重台面并使用压式称重传感器的传统动态轨道衡相比，这种新型的动态轨道称重设备省去了基坑、整体道床、甚至承重梁，称重轨和引轨的联接部分远离称量区，因此，称之为不断轨动态轨道衡2原理及特点21原理由于不断轨动态轨道衡大部分没有稳固的基坑和牢固的限位装置，为保证铁路的行车安全，称重轨和引轨不能截然断开，*般采用鱼尾板联接或现场焊接两种方式联接称重轨和引轨。称量区与钢轨联接处具有*定的距离，减小了轨缝引起车辆振动造成的称量误差。如果在两相邻轨枕和钢轨间各放置*个压式称重传感器，当载荷在钢轨上移动时，称重传感器的输出信号如*示幼钪汴力传-s称重传感器的输出信号与传统动态轨道衡称重传感器的输出信号相比，失去明显的上升沿和下降沿，称重软件无法利用称重传感器输出信号的上升沿和下降沿进行车辆判别。由于铁路货车轮对的特点在称量区和邻区同时有载荷存在时，邻区的载荷也会影响称量区的称量结果2剪切力测量技术根据材料力学的原理，当钢轨加载发生弯曲变形时，钢轨中性层以上的部分受到压力，中性层以下的部分受到拉力，在中性层上既不受压又不受拉，在与中性层呈4的方向上*受到的剪切力大在钢轨中性层的位置上沿4方向粘贴应变片并组成桥路，构成剪力传感器在两轨枕支撑钢轨的内端中性层位置各粘贴*组应变片，当载荷在钢轨上移动时，每*组应变片的输出信号及合成信号如由可以看出，两剪力传感器的合成信号具有陡峭的上升沿和下降沿，在称量区外的钢轨即使受到载荷的作用也不会影响两剪力传感器的合成信轨道衡计量号，因此，可以说剪切力测量技术较为圆满的解决了上面提到的两个问题23Sneed桥测量技术与剪切力测量技术相类似，Sneed桥测量技术的提出也是为了解决上升沿和下降沿问题，并消除邻区载荷的影响Sneed桥测量技术是在两轨枕支撑钢轨的内端轨底各粘贴*组应变片，当载荷在钢轨上移动时，桥路的输出信号如24特点由于不断轨动态轨道衡省去了基坑和两端的整体道床，大大降低了价格昂贵的土建费用，轨下结构的改变明显缩短了动态轨道衡施工和安装需要封闭线路的时间，为*些需要安装动态轨道衡又不能长期封闭线路的用户提供了选择的机会。此外，称重轨和引轨的轨缝远离称量区也减小了车辆振动大量的测试结果表明，与传统动态轨道衡相比，不断轨动态轨道衡传感器输出信号波形中车辆振动的成分显著减小，这对提*动态轨道衡的称量*度是十分有利的。
3分类根据测量原理的不同，不断轨动态轨道衡可以分为轨底贴片Sneed桥测量轨腰剪切力测量和轨底压力与轨腰剪切力复合测量三种主要方式Sneed桥的测量原理是基于在钢轨的上部加载后轨底产生拉伸变形，因此，应变片必须粘贴在轨底。如*示，应变片1与应变片2之间，应变片3与应变片4之间存在*定的间隔，当载荷通过这两个区间时，输出波形为*条向上的斜线和*条向下的斜线若以时间作为横座标，斜线斜率与载荷通过该区间的速度成正比因此，当车辆以低速通过称重轨时，将无法得到相对陡峭的上升沿和下降沿目前使用的Sneed桥称重轨还存在支点距过长和称量区过短的问题，称量速度范围将受到限制由于支点距过长，钢轨的变形较大，作为分次称量的轴称量和转向架称量动态轨道衡，重量转移的影响造成衡器的非线性误差较大，必须予以考虑。此外，过长的支点距超出了铁路工务部门的要求，对行车安全构成威胁。
3.2轨腰剪切力测量轨腰剪切力测量技术的研究与应用在*起步较早，目前已有圆锥型剪力传感器产品根据的波形可以看出，称重轨输出波形中的上升沿和下降沿基本不受车辆速度的影响但是，轨腰剪切力测量同样存在称量区过短的问题为达到测量剪力的目的，通常采用以下几种方式（1）在称重轨中性层的相应位置加工锥形孔，然后装入成品圆锥型剪力传感器，采用这种方式的优点是传感器的各种补偿可以在工厂内进行，有利于控制产品质量，在传感器出现故障时易于更换单只传感器，而无需更换整根称重轨锥形孔的加工质量和安装角度以及预紧力的控制都将直接影响称重轨的性能指标。
（2）与圆锥型剪力传感器类似，将应变片粘贴在*块薄钢片上，固化后在现场用点焊的方式焊接在称重轨的相应位置粘贴应变片的薄钢片不具备测试和补偿的条件，只能靠工艺保证相关的技术指标。
称重轨的性能指标还将受到焊接工艺的影响。
（3）直接在称重轨的相应位置粘贴应变片。由于铁路工务部门对钢轨的短长度有*定的要求，采用这种方法制造的称重轨在进行固化测试和补偿等工作时具有*定的难度。*些不具备条件的往往简化了必要的工艺流程，造成不少称重轨的质量低劣，无法通过检定3.3复合方式为克服前两种测量方称量区过短的缺点，*还出现了几种将剪力传感器和压力传感器复合使用的不断轨动态轨道衡中。在采用复合方式的不断轨动态轨道衡，剪力传感器的主要作用是得到陡峭的上升沿和下降沿，压力传感器则担负着主要的称重任务，起到了延长称量区的作甩采用复合方式不断轨动态轨道衡的称量区长度明显增加，已接近轨道衡计量传统动态轨道衡称量区的长度由于压力传感器的性能指标容易得到保证，剪力传感器的输出信号在复合信号中*占比重较小，*以采用复合方式的不断轨动态轨道衡稳定性得到改善，称量速度和称量*度有*提篼复合方式的不断轨动态轨道衡目前有以下三种方式，三种方都采用箱型钢枕或钢结构框架，并采用纵向联接板将钢枕联接起来，起到保证支点距稳定和加强整体性的作甩如*示，在钢枕的下底板上安装柱式压力传感器，传感器的上端穿出钢枕的上面板，钢轨通过特制的轨底垫铁作用在传感器上，每根钢枕内安装两只传感器分别支撑两根钢轨，若用八只柱式压力传感器和四只剪力传感器构成称量系统，枕距为800mm时，可以得到3. 6m的称量区由于在称量区内钢轨不能采用常规的扣件，必须采用特殊的技术措施对钢轨进行限位，并保持正常的轨距。
在钢枕内安装传感器和采用特殊技术措施对钢轨限位具有*定的难度，采用特制的桥式传感器可以较好的解决此问题，特制的桥式传感器安装在钢枕的上平面上，利用扣件将钢轨通过特制的轨底垫铁固定在桥式传感器上，这样可以省去复杂的限位装置，结构简单紧凑安装方便为采用八只桥式压力传感器和四只剪力传感器的称重系统。该方式采用特殊制造的桥式传感器，在不具备批量的情况下传感器价格较*。
采用四支点柱式传感器方式的不断轨动态轨道衡如，该方式需采用两根独立的承重梁，称重轨安装在承重梁上，利用承重梁增加了支点距，*以只使用四只柱式传感器。该系统采用四只剪力传感器和四只柱式传感器，柱式传感器仍然安装在钢枕内，承重梁需进行横向与纵向限位。
承重梁压力4线路结构在采用上述不同方式构成的不断轨动态轨道衡中，存在着形式各异的线路结构4.1钢轨及联结不论采用Sneed桥还是采用剪力测量方式，为了减少加工量和降低造价，大部分产品都采用各国的标准钢轨作为传感器的弹性体由于标准钢轨的外形尺寸和材质以及铁路货车的轴重决定了轨枕的枕距，称量区的长度会受到*定的限制。
为克服称量区短的缺点，少数产品采用了*门的异形钢轨。异形钢轨加大了钢轨的截面，在*定范围内可以加大支点距，称量区长度可以增加到lm，该长度可以满足轴称量动态轨道衡的要求但是异型轨的制造费用相当可观。
铁路工务部门要求钢轨的短长度应大于4. 5m，当米用大于4. 5m的称重轨时，可以米用鱼尾板进行联接。否则，应采用焊接的方式4.2轨下结构早期的不断轨动态轨道衡称重轨直接铺设在钢筋混凝土轨枕上，钢轨轨底通过橡胶垫板大面积与钢筋混凝土轨枕接触，当载荷在称量区的不同位置时，支点距实际上会发生变化轨枕与钢轨通过扣件紧固在*起，同时也确定了轨枕间的距离经过*定时间的使用后，钢轨会发生爬行，枕距也会发生变化，从而影响到传感器的输出，终造成不断轨动态轨道衡称量失准。
轨道衡计量为解决应用钢筋混凝土轨枕出现的上述问题，用钢板制成的箱型钢枕开始应用于不断轨动态轨道衡上钢枕的优点在于加工灵活，可以利用箱型结构的内部空间安装传感器，并且便于使用纵向联接板将钢枕联接起来，保证了枕距和称重轨支点距的稳定。钢枕采用现场安装的方式，基本可以做到不中断行车采用钢结构框架来取代轨枕也是*种获得稳定支点距和基础的方法钢结构框架作为*个整体加强了支点的稳定性，但是也给线路维修工作造成了*定的困难4.3道床大多数不断轨动态轨道衡都采用普通碎石道床，普通碎石道床具有施工简单、便于维修和吸收车辆振动能量好的优点，但道床的状态易发生变化，是造成不断轨动态轨道衡稳定性差的主要原因乳化沥青整体道床是利用乳化沥青将碎石道床包裹成*个整体，既保持了普通碎石道床吸收车辆振动能量好的优点，又加强了道床的稳定性，曾在不断轨动态轨道衡上得到应用，但道床出现问题后几乎无法维修，目前己不再使甩为克服道床不稳定的问题，钢筋混凝土整体道床在不断轨动态轨道衡上也得到应用。采用钢筋混凝土整体道床失去了现场安装快和不中断行车的优点，吸收车辆振动的能力明显降低，在较短的称量区内要达到预期的称量*度较为困难。
5问题与对策5.1称量区长度，单称量区与多称量区在不断轨动态轨道衡中，除复合方式外，称量区长度都在300mm至1 000mm之间，远远小于传统动态轨道衡的称量区长度，这是限制称量车速和称量*度提*的主要原因在轨枕枕距己经确定的前提下，部分产品采用多称量区的方式加以弥补，多称量区的方式使总的称量区得以加长，但称量区不是连续的，系统的复杂程度加必然使设备的可靠性降低另外，多称量区的方式无法满足检定规程中静态检定的要求5.2温度影响由于钢轨*处的环境，利用钢轨作为弹性体的不断轨动态轨道衡，传感器将承受-30*C~+50°C的温度变化因为称重轨的长度不能小于4.对如此长度的称重轨进行温度测试和补偿有*定的难度，*些产品则省略了此项工艺。即使进行了温度补偿，补偿状态和使用状态存在较大的差异补偿状态是称重轨在自由条件下进行的，称重轨在使用时将与两端的钢轨联接在*起，随温度的变化，称重轨还会受到纵向的压力与拉力，造成称重轨技术参数发生变化。
5.3支点稳定性如前*述，当称重轨的下平面直接安装于轨枕的上平面时，由于接触面过大，载荷大小发生变化时，支点距实际并不相同，因此，有的产品采用特殊的支撑部件来减小钢轨轨底与轨枕的接触面。枕距的变化会直接影响称重轨的支点距，必须采取相应措施保证称重轨轨枕的枕距5.4工务维修与设备维修不断轨动态轨道衡在设计时必须考虑工务维修的要求，既要使自身结构不影响工务维修，又要使工务维修对不断轨动态轨道衡状态的破坏减至小。圆锥型剪力传感器在损坏时便于更换，而在钢轨上直接贴片的称重轨损坏时必需更换整根称重轨，因此后者的维修费用将是*昂的。
5.5道床稳定性铁路线路经过*定时间的使用，道床状态将发生变化作为轨枕基础的道床发生变化，势必要破坏不断轨动态轨道衡的原始状态，终导致称量数据误差变*以，道床的变化对不断轨动态轨道衡稳定性至关重要，在不使用钢筋混凝土整体道床的情况下如何提*普通碎石道床的稳定性还有许多工作要做从碎石道床优异的振动吸收能力可以得到启发，如果在传统的动态轨道衡钢筋混凝土整体道床和基坑上能采用有效的减振材料，使车辆振动幅度明显降低，动态轨道衡的称量车速和称量*度将会进*步提*。
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