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【6h】

高速铁路路基沉降无线自动化监测预警系统研究

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摘要

伴随着大规模的高速铁路建设，许多路段出现了路基沉降的问题，路基不均匀沉降影响轨道的平顺性与行车安全。但是目前高铁路基监测手段有限，多为人工监测，监测工作耗时耗力，而且受监测天窗期的时间限制，监测时效性不高。本论文研究通过测量道床板（或者轨道板）的水平方向的倾斜变化量来计算路基沉降，据此研发可测量微小水平倾斜变化的监测系统，根据监测仪器的工作原理，对监测方法进行了研究；通过某工点的现场试验，对所提出的监测方法进行分析，并提出了与新型监测系统相适应的沉降预警指标、预警等级、应急处置措施。论文的研究成果丰富了高速铁路路基不均匀沉降的监测预警方法，对保证高速铁路的安全运营具有重要科研价值和现实意义。
　　本论文首先描述国内外的沉降监测技术现状，分析了高速铁路路基沉降的机理、病害发生规律，并介绍了计算高速铁路路基沉降的相关方法；其次重点介绍了课题组研发的路基沉降监测系统，包括监测系统的工作原理，监测仪器的功能结构设计；基于研发的新型监测仪器研究了与之相适应的监测方法，包括监测仪器的安装，监测仪器的布设间距，监测仪器的测量精度分析；最后在现场试验中，利用现有轨检小车的监测数据与监测系统所测结果进行对比，定量与定性分析监测曲线，并尝试性提出与监测系统相对应的沉降预警指标、预警等级、预警阀值、应急措施。主要的创新点与研究成果如下：
　　（1）阐述了国内外高速铁路路基沉降监测技术手段，分析了高速铁路路基沉降监测技术的发展趋势与研究方向；阐述了高速铁路路基沉降机理、病害发生规律、无砟轨道结构特点。
　　（2）研究了通过测量高速铁路无砟轨道道床板（或者轨道板）的水平方向倾斜变形来计算路基沉降量，进行高铁路基沉降监测预警的监测思路，并且从理论上分析计算方法的可行性。
　　（3）研究了基于所研发的新型监测仪器的路基沉降监测方法，包括监测仪器的安装方案，监测精度分析，监测方案的合理选择。
　　（4）将新型监测系统投入到运营铁路的沉降工点进行现场试验，通过与现有轨检小车的监测结果进行对比验证，分析监测原理与监测方法的可行性，为沉降监测系统在高速铁路路基沉降监测领域的大面积推广与应用奠定了实践基础。
　　（5）尝试性提出了与新型监测系统相应的路基沉降预警控制指标，根据控制指标对沉降进行等级划分，提出了各个沉降等级的应急处置措施。

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