Abstract
A proper quality control of the railway track condition and its monitoring since the construction phase are key factors for a long life cycle and for an efficient maintenance policy. For this purpose, suitable techniques, such as non-destructive tests, represent an efficient monitoring solution as they allow evaluating infrastructure characteristics continuously, saving time and costs, with minimal interferences on track use. Ground Penetrating Radar (GPR) is a fast and effective electromagnetic survey technique that enables the measuring of layers thickness, detection of changes on structure or on materials properties along the line. It can also detect different types of defects such as ballast pockets, fouled ballast, poor drainage, subgrade settlement and transitions problems, depending on their extension. These defects are generally the causes of vertical deviations in track geometry and they cannot be detected by the common monitoring procedures, namely the measurements of track geometry
GPR application to railways infrastructures at network level is relatively recent. In Portugal, rail inspection is performed with Plasser & Theurer EM120 equipment and recently 400 MHz IDS antennas were installed on it. GPR tests were performed on the Portuguese rail network and, as case study, a section of an in service tracks is addressed in this paper
A combined monitoring approach is presented, based on interpretation of the geometric parameter measurement, currently utilized for maintenance planning, together with GPR results, in order to detect the causes of the track deterioration and to plan more appropriate maintenance interventions
چکیده
کنترل کیفیت مناسب شرایط مسیر راه آهن و نظارت بر آن، از زمان فاز ساخت و ساز، از عوامل کلیدی برای یک چرخه عمر طولانی و برای یک سیاست تعمیر و نگهداری کارآمد می باشد. برای این منظور، روش های مناسب، از جمله آزمایش های غیر مخرب، نشان دهنده یک راه حل نظارت کارآمد هستند چون آنها اجازه ارزیابی مداوم ویژگی های زیرساخت، صرفه جویی در زمان و هزینه ها، با دخالت های حداقل در استفاده از مسیر را می دهند. رادار نافذ زمین (GPR) یک تکنیک بررسی الکترومغناطیسی سریع و موثر است که امکان اندازه گیری ضخامت لایه ها، تشخیص تغییرات در ساختار و یا در خواص مواد در امتداد خط را فراهم می کند. آن همچنین می تواند انواع اختلالات مانند پاکت های بالاست، بالاست خراب، زهکشی ضعیف، نشست بستر و مشکلات انتقال، را بسته به گسترش آنها شناسایی کند. این نقص ها به طور کلی، علل انحراف های عمودی در هندسه مسیر هستند و آنها را نمی توان توسط روش های نظارت مشترک، یعنی اندازه گیری های هندسه مسیر تشخیص داد.
اعمال GPR به زیرساخت های راه آهن در سطح شبکه نسبتا جدید است. در پرتغال، بازرسی راه آهن با تجهیزات پلاسر و تئوریر EM120 انجام می شود و به تازگی آنتن های IDS با 400 مگاهرتز بر روی آن نصب شدند. آزمون های GPR بر روی شبکه ریلی پرتغال انجام شد و، به عنوان مطالعه موردی، یک بخش از مسیرهای در حال بهره برداری در این مقاله ارائه می شوند.
یک روش نظارت ترکیبی، بر اساس تفسیر اندازه گیری پارامتر هندسی ارائه می شود، که در حال حاضر برای برنامه ریزی تعمیر و نگهداری، همراه با نتایج GPR، به منظور تشخیص علل زوال مسیر و برنامه ریزی برای تعمیر و نگهداری مناسب تر مورد استفاده قرار گرفته است.
-1مقدمه
مانند همه انواع زیرساخت ها، راه آهن باید رفتار مناسبی در طول چرخه زندگی خود نشان دهد. در طی عملیات زیرساخت های ریلی، برخی از اجزای مسیر باید جایگزین شود در حالی که سایر اجزا به ویژه زیرساخت می تواند ثابت باقی بمانند (برگرن، 2009؛ اسولد، 2001).
یک سیاست تعمیر و نگهداری مناسب، که استانداردهای ایمنی بالا را تضمین می کند، باید بنا شود (سوسمان و همکاران، 2001؛ سارانکتو، 2006) و، در به طور همزمان، هزینه های تعمیر و نگهداری و مدت زمان وقفه های ترافیکی باید محدود شود.
در حال حاضر، دو جنبه مهم باید در نظرگرفته شود: از یک طرف، افزایش سرعت های ترافیک و بارهای محوری در سازه های موجود، که در ابتدا برای سرعت ها و بارهای پایین تر طراحی شده اند. از سوی دیگر، تغییرات آب و هوایی عوامل مهمی است که می تواند باعث آسیب به ساختار، به دلیل بارش شدید و یا دماهای بالاتر شود. این موارد منجر زوال سریع تر مسیر، و در نتیجه، عملکرد ضعیف تر و کیفیت خدمات پایین تر می شود.
امروزه، نظارت بر مسیر عمدتا شامل ارزیابی پارامترهای مربوط به هندسه مسیر و پوشش راه آهن می شود. این روش نظارت، علل واقعی کمبود را شناسایی نمی کند، که می تواند با حضور پاکت های بالاست، بالاست خراب، زهکشی ضعیف، نشست های بستر و مشکلات انتقال ایجاد شوند (ماناکوردا و همکاران، 2002؛ فانتل و همکاران، 2011؛ هیسلیپ و همکاران، 2012). بنابراین، یک عامل مهم برای تصمیم تعمیر و نگهداری، ارزیابی شرایط زیر سازی است (فورتوناتو و همکاران، 2010)…