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                2020年08月15日

                高速鐵路對路基的沉降控制要求極為嚴格,才能有效的保證高速鐵路線下基礎的高平順性和高穩定性。對于高速鐵路路基沉降進行分析,要根據不同的路基高度、不同的軌道地基條件以及不同的路基結構部位來具體設置沉降的監測面,只有及時有效的實際檢測才能為具體的沉降控制分析提供合理的數據參考。路基沉降監測系統主要由︰變形感知無線傳感器、數據無線采集基站、遠程通訊系統、後台服務器和客戶端組成。


                工作時傳感器將采集到的路基變形監測數據實時傳輸至無線監測基站,並經監測基站通過既有遠程通訊系統傳輸至Internet,數據在服務器後台進行處理,將處理過大數據直觀的展示出來,供管理及技術人員實時、準確掌握高速鐵路路基狀態,客戶端則將數據傳輸到服務站進行決策處理。

                高鐵列車運行時會產生強烈的震動,考慮到常規的機械固定安裝方法在列車震動影響條件下可能會造成儀器的松動,因此本次儀器安裝采用機械固定結合化學劑粘合的方式安裝固定無線監測傳感器,安裝示意圖如下。

                傳感器在工作時可以感知底座板因路基沉降而造成在豎直方向的偏轉量,再根據偏轉量計算路基沉降量,計算原理見下圖︰

                按從左至右的順序,各變形傳感器發生豎向偏轉變化量分別為△θ1、△θ2、△θ3和△θ4,各變形傳感器與相鄰變形傳感器的間隔分別為L1、L2、L3、L4。高速鐵路路基各處的沉降變化量△di(i=1,2,3,4……)根據以下公式計算︰

                △d1=L1×sin△θ1;

                △d2=L2×sin△θ2;

                △d3=L3×sin△θ3;

                △d4=L4×sin△θ4。

                依次類推,根據變形傳感器的偏轉量△θi(i=1,2,3,4……)及其與相鄰變形傳感器的間隔Li(i=1,2,3,4……)即可分段計算得到該分段的沉降量,通過連續地對各分段進行計算,可得到區段最大沉降量。

                選定一個相對不動參考點後,第n個測點相對于參考點的沉降量即為各分段沉降量之和,其計算方式為︰

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


                傳感器之間以及傳感器與無線監測基站之間不需線纜連接,較徹底解決現有高速鐵路路基監測系統易遭破壞、難以保護的問題和無法大量推廣應用的困境。傳感器采用低功耗設計,無線監測系統免維護可持續工作3年以上。同時所用傳感器體積小、造價低、安裝簡單便捷,是一種在高速鐵路中可大量推廣應用的自動化監測預警新技術。

                (1)初步告警

                按上述方式,在監測過程中當任意一變形傳感器讀數>1.5倍精度值時,即表示所測路段的路基發生了變形,系統發出初步預警,通知工作人員現場查看,分析原因,根據情況完善監測方案。

                (2)過程監測

                對該段路基的沉降情況進行繼續觀測,計算沉降量,觀察變形的發展。

                (3)預警及處治

                依據規範,如果任意38m範圍內路基的沉降量超過了規定的30mm,即發出預警,將危險路段的位置信息及病害情況發送給相關部門,進行處置。


                新聞中心


                傳感器監測預警高鐵路基沉降

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