本书从铁路的发展及测试的基本理论和方法出发，对钢轨、轨枕、道床、轨道板的试验内容和方法，轨道结构参数(如道床参数、轨道刚度测试等)，轨道结构的动力响应、振动、位移测试等进行了介绍；还对轨道几何形位的动静态测试、钢轨廓形、钢轨探伤、测力轮对等进行了介绍。最后简单介绍了当前智慧工务中的部分轨道监测内容和方法、测试中的部分数据处理和分析的方法与手段。
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“高速铁路轨道工程丛书”序
前言
第1章 绪论 1
1.1 铁路的发展 1
1.1.1 世界铁路的发展 1
1.1.2 我国铁路的发展 2
1.1.3 高速铁路的发展 3
1.1.4 重载铁路的发展 5
1.1.5 城市轨道交通的发展 7
1.2 轨道结构的形成和发展 8
1.3 近代轨道结构的发展 13
1.3.1 有砟轨道的类型和发展 13
1.3.2 无砟轨道的类型和发展 16
1.4 轨道结构的试验与检测 22
参考文献 26
第2章 应变和振动测试基础及仪器仪表 27
2.1 应变片基本构造和类型 27
2.1.1 应变片基本构造 28
2.1.2 应变片类型 31
2.1.3 应变片粘贴 33
2.2 应变片工作原理 35
2.2.1 应变测试时的基本电桥 36
2.2.2 应变测试时基本电桥的温度补偿 38
2.2.3 应变测试时基本电桥的应用 41
2.3 应变仪的连接与工作 46
2.3.1 静态应变仪的主要技术指标及仪器连接 46
2.3.2 动态应变仪的主要技术指标及仪器连接 50
2.4 振动测试传感器的工作原理 54
2.4.1 压电式加速度传感器 54
2.4.2 压阻式加速度传感器 57
2.4.3 电容式加速度传感器 58
2.4.4 伺服式加速度传感器 60
2.4.5 振动加速度传感器的主要技术指标 61
2.4.6 振动加速度传感器的校准 64
2.5 位移传感器 68
2.6 拉压力传感器 75
2.6.1 拉压力传感器类型 75
2.6.2 拉压力传感器技术指标 79
参考文献 81
第3章 轨道部件的试验与测试 82
3.1 钢轨试验 82
3.1.1 静载弯曲强度试验 82
3.1.2 落锤试验 84
3.1.3 弯曲疲劳强度试验 87
3.1.4 轮轨硬度的匹配与钢轨硬度的测量 89
3.2 扣件试验 92
3.2.1 纵向阻力试验 92
3.2.2 扣压力试验 95
3.2.3 横向阻力和阻矩试验 99
3.2.4 静动刚度试验 102
3.2.5 疲劳性能试验 104
3.3 钢轨胶接绝缘接头试验 107
3.4 轨枕试验 109
3.4.1 轨枕荷载弯矩的计算 109
3.4.2 抗弯强度试验 111
3.4.3 预埋件抗拔力和抗扭测试 117
3.4.4 轨枕疲劳强度试验 118
3.5 轨道板试验 119
3.5.1 轨道板静载强度试验 119
3.5.2 轨道板疲劳强度试验 126
3.6 道床阻力和下沉的模型试验 134
3.6.1 轨排模型纵横向阻力试验 134
3.6.2 道砟下沉试验 138
参考文献 143
第4章 现场轨道结构参数和动力测试 145
4.1 轨道基本参数测试 145
4.1.1 道床密实度测试 145
4.1.2 道床纵横向阻力测试 150
4.1.3 道床系数和轨道刚度测试 154
4.1.4 轨道整体刚度测试 157
4.2 地面轮轨力测试 162
4.2.1 轮轨垂向力测试 163
4.2.2 轮轨横向力测试 175
4.2.3 轮轨纵向力测试 179
4.3 轮轨冲角的地面测量 182
4.4 钢轨支座反力及扣件受力测试 184
4.4.1 剪力法 185
4.4.2 测力垫板法 187
4.4.3 扣件螺栓受力测试 190
4.5 轨枕应力和弯矩及道床应变测试 192
4.5.1 轨枕应力和弯矩的测试 192
4.5.2 道床应变测试 193
4.6 无缝线路长钢轨纵向力的测定 195
4.6.1 长钢轨温度力测试方法 195
4.6.2 横向力法测试钢轨温度力 197
参考文献 202
第5章 轨道结构的动态位移和振动测试 204
5.1 轨道结构动态位移测试 204
5.1.1 钢轨位移测试 204
5.1.2 轨枕位移测试 207
5.1.3 温度变化对轨排横向位移影响的测试 208
5.1.4 轨道结构特殊部位位移测试 210
5.2 轨道结构振动特性测试 210
5.2.1 落轴试验 210
5.2.2 落锤和锤击试验 214
5.2.3 激振器激振试验 217
5.2.4 浮置板轨道结构及隔振器阻尼比的测试 220
5.3 车内振动和噪声测试 228
5.3.1 车辆运行平稳性评价指标 228
5.3.2 车辆运行振动加速度测量 230
5.3.3 车厢内噪声评价标准 232
5.3.4 车厢内噪声测试 233
5.4 现场轨道结构及隧道壁的振动测试 235
5.4.1 轨道结构振动加速度范围 235
5.4.2 测试地点对轨面平顺度的要求及测点布置 236
5.4.3 测试结果分析 239
5.5 地面环境振动与噪声测试 244
5.5.1 环境振动噪声标准 245
5.5.2 环境振动测试 246
5.5.3 高架浮置板轨道结构环境噪声测试与分析 251
参考文献 245
第6章 轨道轨面不平顺的测量及钢轨探伤和测力轮对 255
6.1 轨道几何形位不平顺的测量与分析 256
6.1.1 轨道几何形位动态不平顺的测量 257
6.1.2 轨道动态不平顺的谱分析及轨道质量评价 262
6.1.3 轨道几何形位不平顺的静态测量 265
6.2 轨面不平顺的测量与分析 270
6.2.1 轨面不平顺和粗糙度测量仪器 270
6.2.2 轨面不平顺度(粗糙度)计算和评价标准 276
6.3 钢轨磨耗及轨面廓形测量 280
6.3.1 钢轨磨耗标准及测量 280
6.3.2 车轮钢轨廓形测量 281
6.3.3 钢轨廓形全断面动态测量 283
6.4 钢轨探伤 286
6.4.1 钢轨内部伤损探伤 287
6.4.2 钢轨表面疲劳裂纹深度检测 294
6.5 测力轮对 295
参考文献 303
第7章 轨道状态监测与智慧工务管理 305
7.1 轨道现场监测内容 306
7.1.1 无缝线路 306
7.1.2 道岔 308
7.1.3 长大桥梁上无缝线路 308
7.1.4 高架车站无砟道岔 309
7.1.5 轨道交通浮置板工作状态监测 309
7.2 轨道现场监测参考规范和标准 310
7.3 轨道监测装置及指标 312
7.3.1 无缝线路钢轨轨温及附加温度力的监测 312
7.3.2 无缝线路长钢轨静力指标 314
7.3.3 道岔尖轨及心轨监测指标 316
7.3.4 桥梁监测指标 317
7.4 长期监测分类 319
7.5 高速铁路综合监测技术 321
7.6 工务基础设施状态检测与监测系统 324
7.7 光纤光栅和视频测试方法及监测平台 328
7.7.1 测试原理 328
7.7.2 状态监测平台 330
7.7.3 轨道主要光纤传感器监测点举例 330
7.7.4 视频感知技术 332
7.7.5 数据采集传输子系统 333
7.8 基于“BIM+GIS”的运营城市轨道交通安全监测 333
7.9 CRTSⅡ无砟轨道监测实例 335
7.10 浮置板轨道监测实例 340
参考文献 346
第8章 试验数据的处理与分析 347
8.1 测试数据的采集 347
8.2 测试数据的一般性处理与分析 349
8.3 测试数据的相关性分析 351
8.4 功率谱计算 354
8.4.1 相关函数和功率谱的计算 354
8.4.2 导纳的计算 356
8.4.3 相干函数的计算 358
8.5 1/3倍频程分析 359
8.6 测试信号滤波 364
8.7 测试信号的时频分析 368
8.7.1 短时傅里叶变换 368
8.7.2 小波变换分析 370
8.7.3 希尔伯特-黄变换 376
参考文献 391
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