本成果2011年获得国家发明专利授权。该发明涉及一种高速铁路结构物沉降监测装置及一种可以实现无线远程自动化测量沉降的监测方法。解决了精确监测结构物的沉降变形问题。

本新技术成果（发明专利证书号：1293283）提供一种高速铁路板式无砟轨道填充层修补方法，给出了自密实混凝土的配比及配制方法，本成果自密实混凝土拌合物具有大流态、自密实、无离析、低收缩、高抗裂、吸振等特点，可用于板式无砟轨道结构中轨道板与底板间的填充物，也可用于道岔结构中道岔板与底板间的填充物。

基于车辆-轨道耦合动力学理论，对高速铁路（普速铁路）轨道结构设计应采用的设计轮载进行研究，提出了高速铁路（普速铁路）设计时的设计轮载建议值。该研究成果对高速铁路（普速铁路）的合理设计具有重要的理论意义和工程实用价值，研究成果获得甘肃省科技进步三等奖，在国内处于先进水平。

在巡检条件下，实现多物理量融合的钢轨病害动态检测技术。采用复合电磁技术检测材料表面和内部的宏观伤损；采用巴克豪森技术测量缺陷产生前的残余应力、材料状态改变、表面早期伤损；应用相控阵超声技术检测钢轨内部缺陷，并实现焊缝的精确定位及智能化全尺寸高效检测。实现覆盖诸如钢轨（含焊缝）等重大设施及新型材料全尺寸、全寿命周期的健康状态综合检测。 高速铁路损伤检测：实现80-350km/h的高巡检速度下对轨道不同阶段损伤的检测，提高轨道安全性； 智能制造质量检测：实现新型加工、增材制造中加工质量无损检测，提高智能制造的加工水平； 结构智能健康监控：实现钢轨、桥隧、航空航天设施关键部位故障状态监控，提高重大设施寿命。 技术优势 巡检试验转台的速度提升至350km/h，填补了国内350km/h速度等级巡检试验转台的空白。首次在国内研究了350km/h高速及不饱和状态下铁磁性材料动态磁化过程机理。采用电磁、涡流、图像等无损检测核心关键技术，研究各种材料的伤损缺陷对检测信号的影响，克服使用环境、高速运动对检测系统的影响，在高速及重载铁路应用条件下，对服役钢轨表面、亚表面以及一定深度的裂纹缺陷损伤进行快速巡检，构建高速钢轨裂纹巡检设备，实现对铁路钢轨裂纹缺陷形貌参数等相关数据信息的快速获取、损伤程度判别，并进行故障预警和寿命评估。研究基于复合电磁效应、超声波、激光、图像融合的钢轨巡检及实时分析技术，实现病害特征识别与缺陷重构。通过分析铁磁性材料磁化过程，抑制巡检中检测探头的振动、提离效应、材料属性以及使用环境对钢轨表面检测结果的影响；基于多物理量数据的融合分析，精确识别钢轨缺陷产生前的残余应力、早期伤损等多种病害。通过使用超声技术实现焊缝精确定位及全断面相控阵高效检测。

在巡检条件下，实现多物理量融合的钢轨病害动态检测技术。采用复合电磁技术检测材料表面和内部的宏观伤损；采用巴克豪森技术测量缺陷产生前的残余应力、材料状态改变、表面早期伤损；应用相控阵超声技术检测钢轨内部缺陷，并实现焊缝的精确定位及智能化全尺寸高效检测。实现覆盖诸如钢轨（含焊缝）等重大设施及新型材料全尺寸、全寿命周期的健康状态综合检测。高速铁路损伤检测：实现80-350km/h的高巡检速度下对轨道不同阶段损伤的检测，提高轨道安全性；智能制造质量检测：实现新型加工、增材制造中加工质量无损检测，提高智能制造的加工水平；结构智能健康监控：实现钢轨、桥隧、航空航天设施关键部位故障状态监控，提高重大设施寿命。技术优势巡检试验转台的速度提升至350km/h，填补了国内350km/h速度等级巡检试验转台的空白。首次在国内研究了350km/h高速及不饱和状态下铁磁性材料动态磁化过程机理。采用电磁、涡流、图像等无损检测核心关键技术，研究各种材料的伤损缺陷对检测信号的影响，克服使用环境、高速运动对检测系统的影响，在高速及重载铁路应用条件下，对服役钢轨表面、亚表面以及一定深度的裂纹缺陷损伤进行快速巡检，构建高速钢轨裂纹巡检设备，实现对铁路钢轨裂纹缺陷形貌参数等相关数据信息的快速获取、损伤程度判别，并进行故障预警和寿命评估。研究基于复合电磁效应、超声波、激光、图像融合的钢轨巡检及实时分析技术，实现病害特征识别与缺陷重构。通过分析铁磁性材料磁化过程，抑制巡检中检测探头的振动、提离效应、材料属性以及使用环境对钢轨表面检测结果的影响；基于多物理量数据的融合分析，精确识别钢轨缺陷产生前的残余应力、早期伤损等多种病害。通过使用超声技术实现焊缝精确定位及全断面相控阵高效检测。应用范围:（1）获得国家科技部重大科学仪器开发专项重大科学仪器开发专项“在役钢轨缺陷综合检测监测设备开发与应用”、国家自然科学基金委员重大科学仪器开发专项“钢轨接触疲劳及裂纹多物理高速巡检监测技术攻关”铁路总公司重大课题“高铁钢轨浅表层缺陷快速检测关键技术研究及装备研制”等项目支持。（2）作为关键核心设备应用于中国铁路总公司新一代国产大型高速钢轨探伤车GTC-80，累计巡检里程已达1万公里以上。发现各类型缺陷，如裂纹，剥离，磨损等400多例，通过了铁路总公司的关键技术鉴定，实现进口重大装备替代。（3）30km/h的双轨电动探伤机器人，集成环境感知、智能巡检、大数据处理与无线传输等功能，实现无人监控下的长距离自主运行，用于城市轨道巡检，已应用于南京地铁、西安地铁等。（4）智能制造质量检测技术应用于宝武集团宝日冷轧钢板厂（世界最大冷轧钢板生产线）钢板加工性能在线自动检测。（5）结构智能健康监控技术应用于京沪高铁CRTS-Ⅱ型轨道板健康监控（上海铁路局科技进步一等奖）、金温高铁沿线光纤监测（全国首例）、贵广客专K75+431双线特大桥沉降监测、芜湖地铁1、2号线安全监控系统；（6）挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛特等奖，创青春全国大学生创业大赛金奖，第一届中俄工业创新大赛二等奖。

一种高速铁路运营期碳减排的环境效益计算方法，属于环境保护领域。根据国家统计局相关文件、中国交通运输统计年鉴、中国铁道年鉴和铁道年统计公报，建立基础数据库；基于层次分析法的数学分析，根据数据库，确定碳减排要素在高铁运营期的权重值；基于高铁耗电与标准煤量的换算，根据数据库，确定高铁碳排放指标；基于影子价格理论，根据数据库，采用超越对数法，计算二氧化碳影子价格。

  该项目是国家部委项目，现处于实验室研究阶段。      项目在高速铁路、无砟轨道、无缝线路和无缝道岔等方面的研究基础之上，结合京沪高速铁路对应工点，以长大桥梁无砟轨道无缝线路、高架站无砟轨道无缝道岔为重点研究对象，就高速铁路桥上无砟轨道无缝线路设计理论、检算和评价方法、室内及现场试验、监测和检测技术等展开深入研究。针对高速铁路长大桥梁、高架站无砟轨道无缝线路存在的问题，分以下四个方面内容进行研究： 1）高速铁路长大桥梁无砟轨道无缝线路设计理论及综合试验研究。 2）高速铁路高架站无砟轨道无缝道岔设计理论及综合试验研究。 3）高速铁路长大桥梁、高架站无砟轨道无缝线路检测、监测技术研究。 4）京沪高速铁路长大桥梁、高架站无砟轨道无缝线路检算及评估方法的研究。    该项目技术创新点如下：   （1）建立较为完善的静、动力学分析模型，并采用静、动力结合的方式，研究满足高速铁路桥上无砟轨道无缝线路、无缝道岔需求的分析方法。   （2）创新性地提出桥上无缝线路、无缝道岔各种设计参数的取值依据及主要因素的影响规律。   （3）建立完善的高速铁路长大桥梁无砟轨道无缝线路、高架站无缝道岔的检算和评估体系。   （4）提出高速铁路长大桥梁无砟轨道无缝线路、高架站无砟轨道无缝道岔静、动态测试及长期监测的内容与方法。   （5）掌握高速铁路长大桥梁、高架站无砟轨道无缝线路检算和评估方法，为京沪高速铁路列车的安全、舒适、平稳运行提供保障。 通过本项目的研究，形成一整套适用于我国高速铁路的桥上无砟轨道跨区间无缝线路技术体系。成果在应用于京沪高速铁路长大桥梁、高架站无砟轨道无缝线路的同时，也为其它高速铁路无砟轨道无缝线路的设计、施工及养护维修、检测及监测等提供依据。项目总体研究成果达到国际先进水平，部分成果达到国际领先水平。 本项目所研究和解决的关键技术： （1）无缝线路、无缝道岔、无砟轨道结构与桥梁的静、动力相互作用机理及空间耦合理论模型的建立； （2）桥上无砟轨道无缝线路、无缝道岔力学特性的主要影响因素、影响规律及相关参数的研究； （3）高速铁路长大桥梁无砟轨道无缝线路、高架站无砟轨道无缝道岔的检算、评估指标和方法研究； （4）长大桥梁、高架站无砟轨道无缝线路静、动态试验及长期监测试验测试内容、测点布置及测试方法的研究。    应用范围： 部分成果可编入高速铁路长大桥梁及高架车站无砟轨道无缝线路施工及养护维修技术条件中，并可以推广应用到其它高速铁路建设中，具有显著的技术经济效益和推广价值。    预期效果：    1）确定合理的设计参数，建立完善的静、动力学分析模型，能有效指导高速铁路无缝线路、无缝道岔的设计；    2）制定的室内、现场静、动态试验方案，能有效地测定结构部件的设计参数、长大桥梁无砟轨道无缝线路、高架车站无缝道岔受力与变形规律；    3）桥上无砟轨道无缝线路技术先进、经济合理，达到国际先进水平，满足我国京沪高速铁路建设的需要；    4）提出符合高速铁路设计、运营要求的桥上无砟轨道无缝线路设计方法，使无缝线路具有良好动力性能，满足相应的技术指标；    5）提出的高速铁路长大桥梁、高架站无砟轨道无缝线路检测和监测技术能够快速、高效地监控无缝线路状态，为列车的安全、平稳运行提供保障。 对京沪高速铁路长大桥梁、高架站无砟轨道无缝线路进行检算及评估，相关检算及评估方法可作为高速铁路优化无缝线路布置、道岔布置、无砟轨道结构、桥梁结构的依据。

一种高速铁路CRTS-II型板式无砟轨道桥台水平位移测试方法，其步骤为：a)测试端刺水平位移，b)测试摩擦板水平变形，c)测试相对于摩擦板的桥台水平位移，d)测试温度校正值，e)计算桥台水平位移。温度校正位移传感器测试值实现了端刺与摩擦板上基准杆端部连接的位移传感器测试值的校正，该测量方法原理清晰、测量误差小、精度高，满足高速铁路CRTS-II型板式无砟轨道桥台水平位移的测试。

本成果来自省部级科技计划项目，2012年获中国铁道学会铁道科技二等奖（主持）。其创新性如下：①首次研究高速条件下电气化铁路腕臂支撑绝缘子抗弯强度特性；②首次研究高速条件下过电压与绝缘子闪络特性；③首次研究高速条件下绝缘子机械特性与电气特性之间的内在联系。经济指标如下：①给出高速动车组运行条件下绝缘子抗弯强度容量选择建议值；②高速铁路过牵引供电系统过电压与绝缘子闪络间的关系，以及不同污秽等级区域绝缘子爬距的建议值；③为高速铁路腕臂支撑绝缘子的设计、制造、安装、维护提供建议规则，提高设计可靠性。

该成果基于快速组网的轨道交通建设的工程背景，从能量的角度来研究结构地震反应和损伤水平，采用多种软件平台建立轨道交通列车-无砟轨道-大跨斜拉桥系统计算模型，进行大量计算，分析断层地震效应对轨道交通桥梁系统动力响应及桥梁服役性能的影响。提出了适合高轨道交通桥梁隔震支座的计算方法，并给出定量化的计算公式。将数值分析与既有试验研究相验证对比，评估灾后桥梁服役性能与行车安全性之间的关系。