對高速鐵路的線下結構進行無損檢測的裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種對高速鐵路線下結構進行無損檢測的裝置，包括：利用m×n個傳感器，布置成m列×n行傳感器陣列，每個所述檢波器對應地設在每個所述交點上；記錄儀，所述記錄儀分別與m×n個所述檢波器相連；其中，m與n均為大于等于2的自然數。根據本發明對高速鐵路的線下結構進行無損檢測的裝置，其利用橫向帶、縱向帶將檢波器連接呈一可移動的整體，克服了現有技術中存在的檢波器設置、回收和移動花費巨大的人力和時間，影響作業效率，長時間占用軌道板影響高鐵交通和安全的問題。
【專利說明】
對高速鐵路的線下結構進行無損檢測的裝置
技術領域
[0001]本發明涉及混凝土結構檢測領域，具體涉及一種對高速鐵路的線下結構進行無損檢測的裝置。
【背景技術】
[0002]在我國，高速鐵路是現代化交通運輸方式中不可或缺的一部分，它對于縮短城市之間的距離、推動區域協調發展具有重要意義。相對于傳統鐵路運輸方式，高鐵具有運輸速度快、運能大、污染低、安全準時等優點。在高速鐵路的快速安全運行中，其多層線下結構(主要包括無砟軌道軌下各結構層及路基本體等)是直接承載高速列車，保證高密度、高時速列車安全行駛的基本硬件結構。而近年來，隨著列車的提速和鐵路貨運量的增長，高鐵線下結構出現的損傷和病害問題也越來越嚴重。如2007年開通的遂渝線，軌道板下部出現明顯開裂，造成行車過程中框架汲水，對結構的整體性能造成嚴重影響。因此，如何快速準確地檢測高鐵線下結構的病害和缺陷，成為目前土木工程中亟待解決的課題。
[0003]通常的彈性波勘探數據采集是把多個檢波器(一種接受地震波的傳感器)以一定間隔埋入或插入地下，然后激發彈性波并接收和記錄數據，最后回收檢波器，移動到下一個位置重復以上過程，直到一條測線采集完畢。為了不出現漏檢高鐵線下結構的風險，高鐵下線結構風險檢測不僅需要沿測線連續采集數據，且檢波器間距和側線間距都很小，一般都約為0.5m以下，所以檢波器設置、回收和移動花費巨大的人力和時間，嚴重影響作業效率。特別是在高鐵軌道板上如何設置檢波器是一個難點，長時間占用軌道板也會嚴重，影響高鐵交通和安全。
[0004]有鑒于此，特提出本發明。
【發明內容】
[0005]本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。
[000?]為此，本發明旨在于提出一種準確尚效的對尚速鐵路的線下結構進彳丁無損檢測的裝置。具體技術方案如下:
[0007]—種對高速鐵路的線下結構進行無損檢測的裝置，包括:m個橫向帶，m個所述橫向帶間隔布置;η個縱向帶，η個所述縱向帶間隔布置，每個所述縱向帶與每個所述橫向帶均相交以形成mXn個交點;mXn個檢波器，每個所述檢波器對應地設在每個所述交點上;記錄儀，所述記錄儀分別與m X η個所述檢波器相連;其中，111與11均為大于等于2的自然數。
[0008]根據本發明對高速鐵路的線下結構進行無損檢測的裝置，其利用橫向帶、縱向帶將多個檢波器組成一個可移動的整體，克服了現有技術中存在的檢波器設置、回收和移動花費巨大的人力和時間，影響作業效率，長時間占用軌道板影響高鐵交通和安全的問題。
[0009]另外，根據本發明上述實施例的對高速鐵路的線下結構進行無損檢測的裝置還可以具有如下附加的技術特征:
[0010]根據本發明的一個示例，還包括mX η個連接板，每個所述連接板設在對應的每個所述交點上，以將對應的每個所述橫向帶與對應的每個所述縱向帶相連，每個所述檢波器對應地設在每個所述連接板上。
[0011]根據本發明的一個示例，所述連接板為鋁板，所述鋁板的底面具有向下突出于所述橫向帶和/或所述縱向帶多個凸點。
[0012 ]根據本發明的一個示例，還包括拖曳帶，所述拖曳帶分別與η個所述縱向帶的第一端相連。
[0013]根據本發明的一個示例，還包括彈性波激發裝置，所述彈性波激發裝置為錘子。
[0014]根據本發明的一個示例，m取值范圍為2?6，η取值范圍為4?8。
[0015]根據本發明的一個示例，相鄰兩個所述橫向帶之間的間距為CU，相鄰兩個所述縱向帶之間的間距為(12，其中，(11 = (12 = 0.1?0.4米。
[0016]根據本發明的一個示例，所述檢波器為彈性波勘探用檢波器或三分量檢波器。
[0017]根據本發明的一個示例，所述記錄儀為勘探用地震儀。
[0018]本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明實施例對高速鐵路的線下結構進行無損檢測的裝置的示意圖(一)；
[0020]圖2為本發明實施例對高速鐵路的線下結構進行無損檢測的裝置的示意圖(二)；
[0021]圖3為本發明實施例對高速鐵路的線下結構進行無損檢測的裝置與高速鐵路線下結構的位置關系示意圖；
【具體實施方式】
[0022]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0023]如圖1所示的一種對高速鐵路的線下結構進行無損檢測的裝置，包括:m個橫向帶100，η個縱向帶200，m X η個檢波器300，記錄儀(未示出)。
[0024]具體地說，m個橫向帶100間隔布置。
[0025]η個縱向帶200間隔布置。每個縱向帶200與每個橫向帶100均相交以形成mXn個交點。
[0026]每個檢波器300對應地設在每個交點上。
[0027 ] 記錄儀7 00分別與m X η個檢波器300相連。
[0028]其中，!!!與]!均為大于等于2的自然數。例如，m= 4，n = 6。
[0029]需要說明的是，縱向如附圖1中的A-B所指示的方向，橫向如附圖1中的C-D所指示的方向。本實施例中，橫向帶和縱向帶的材質為尼龍繩，當然也可以采用其它材質的帶體。
[0030]在上述的橫向帶100和縱向帶200的交點處設置有mXn個連接板400。每個連接板400設在對應的每個交點上，以將對應的每個橫向帶100與對應的每個縱向帶200相連，每個檢波器300對應地設在每個連接板400上。在本實施例中，連接板400為鋁板，鋁板的底面具有向下突出于橫向帶100和/或縱向帶200多個凸點，以使檢波器與高鐵軌道板通過多個凸點相連。鋁板材質較輕利于裝置移動。
[0031]作為本發明實施例的進一步優選實施方式，還包括拖曳帶500，拖曳帶500分別與m個橫向帶100的第一端110相連。拖曳帶前為牽引平臺510。
[0032]如圖2所示，本裝置還包括彈性波激發裝置800，彈性波激發裝置800可以為錘子。錘子的質量可以為200g、150g或者100g，當然也可以為其他數值，錘擊的激發點600位于橫向帶100延長線上，且激發點600與距離最近檢波器300的距離在0.lm-4m時為最佳錘擊距離，可以很好的反應軌道板與CA砂漿層的脫空關系。
[0033]如圖3所不，本裝置在尚速鐵路線下結構的布置不意圖，在尚速鐵路的快速安全運行中，其多層線下結構(主要包括無砟軌道軌下各結構層及路基本體等)是直接承載高速列車，保證高密度、高時速列車安全行駛的基本硬件結構。為了更好地適用于高速鐵路線下結構的檢測，本實施例中的相鄰兩個橫向帶100之間的間距為CU，相鄰兩個縱向帶200之間的間距為d2。Cl1和d2的取值在0.1至0.4，有利地，在本實施例中，Cl1 = d2 = 0.2米。根據軌道板的尺寸來設置橫向帶100和縱向帶200個數、間距，以使相鄰兩個檢波器300之間的間距為20cm。如圖1所示，橫向可以設置4排，縱向可以設置6列，S卩，多個檢波器構成4X6的檢波器陣列，這樣不僅能夠與高速鐵路結構尺寸大小相吻合，而且能夠最好的利用地震采集系統的24通道數。
[0034]在本實施例中，檢波器300可以采用彈性波勘探用檢波器或三分量檢波器，當然也可以選用其它具有相同功能的檢波器，只要能夠滿足工作需求即可。優選的，記錄儀700為勘探用地震儀。
[0035]下面根據本發明的對高速鐵路的線下結構進行無損檢測的裝置的工作過程進行進一步介紹。
[0036]如圖1和3所示，首先在高鐵軌道之間布置24個檢波器300，以4 X 6的方式排列，相連兩個檢波器300的間距均為0.2m。檢波器300使用固有頻率10Hz的彈性波勘探用檢波器或者三分量檢波器。記錄儀700采用普通勘探用地震儀并關掉高截頻濾波器;激發裝置采用質量250g的金屬錘子;激發點離最近的檢波器300之間的距離約2m;激發時用錘子在垂直于混凝土表面方向擊打軌道板表面。
[0037]在采集完第一個數據后，裝置為單點激發，多點網狀接收系統。將檢波器通過尼龍繩和鋁板按垂直間距，水平間距排列成的陣列形式，在距離第一個檢波器一定偏移距的錘擊點I處進行錘擊激發，每激發一次系統會記錄一組波形數據文件隨后錘擊2點直到η點錘擊結束。將所有檢波器向前移動的距離，按上述方式重新錘擊激發采集數據，直到整個測線測量完畢。
[0038]數據處理時首先用數字濾波濾掉10Hz以下的低頻成分以消除人手按住檢波器300時的顫動，然后利用位置重合的數據做關聯把整條測線的所有數據疊加在一起。
[0039]本發明的數據處理過程為:激發彈性波，記錄由檢波器采集到的瑞雷面波和/或勒夫面波;根據采集到的瑞雷面波和/或勒夫面波得出頻散曲線，將所述頻散曲線直接轉換為深度一橫波速度曲線，或者根據所述頻散曲線反演分析得到深度一橫波速度曲線;根據深度一橫波速度曲線推測混凝土內部狀況。
[0040]在本發明的描述中，需要理解的是，術語“經向”、“瑋向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0041]在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0042]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。
[0043]盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權項】
1.一種對高速鐵路的線下結構進行無損檢測的裝置，其特征在于，包括: m個橫向帶，m個所述橫向帶間隔布置； η個縱向帶，η個所述縱向帶間隔布置，每個所述縱向帶與每個所述橫向帶均相交以形成m X η個交點； m X η個檢波器，每個所述檢波器對應地設在每個所述交點上； 記錄儀，所述記錄儀分別與m X η個所述檢波器相連； 其中，111與11均為大于等于2的自然數。2.根據權利要求1所述的對高速鐵路的線下結構進行無損檢測的裝置，其特征在于，還包括m X η個連接板，每個所述連接板設在對應的每個所述交點上，以將對應的每個所述橫向帶與對應的每個所述縱向帶相連，每個所述檢波器對應地設在每個所述連接板上。3.根據權利要求2所述的對高速鐵路的線下結構進行無損檢測的裝置，其特征在于，所述連接板為鋁板，所述鋁板的底面具有向下突出于所述橫向帶和/或所述縱向帶多個凸點。4.根據權利要求1所述的對高速鐵路的線下結構進行無損檢測的裝置，其特征在于，還包括拖曳帶，所述拖曳帶分別與η個所述縱向帶的第一端相連。5.根據權利要求1所述的對高速鐵路的線下結構進行無損檢測的裝置，其特征在于，還包括彈性波激發裝置。6.根據權利要求5所述的對高速鐵路的線下結構進行無損檢測的裝置，其特征在于，所述彈性波激發裝置為錘子。7.根據權利要求1所述的對高速鐵路的線下結構進行無損檢測的裝置，其特征在于，m取值范圍為2?6，n取值范圍為4?8。8.根據權利要求1所述的對高速鐵路的線下結構進行無損檢測的裝置，其特征在于，相鄰兩個所述橫向帶之間的間距為CU，相鄰兩個所述縱向帶之間的間距為d2，其中，CU = Cl2 =0.1 ?0.4 米。9.根據權利要求1所述的對高速鐵路的線下結構進行無損檢測的裝置，其特征在于，所述檢波器為彈性波勘探用檢波器或三分量檢波器。10.根據權利要求1所述的對高速鐵路的線下結構進行無損檢測的裝置，其特征在于，所述記錄儀為勘探用地震儀。
【文檔編號】G01N29/04GK105911139SQ201610222597
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月11日
【發明人】馮少孔, 車愛蘭, 彭冬, 徐超
【申請人】南通筑升土木工程科技有限責任公司