[發明專利]橋上鐵路軌道五自由度地震模擬振動臺

有效

• 申請號: 201210431634.3
• 申請日: 2012-11-02
• 公開（公告）號: CN102937508A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 王開云;張衛華;馬啟文;劉鵬飛;周文祥;王慎
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01M7/06
• 分類號: G01M7/06;G01M17/08
• 代理公司: 成都博通專利事務所 51208
• 代理人: 陳樹明

技術領域

本發明涉及一種橋上鐵路軌道五自由度地震模擬振動臺。

背景技術

地震是一種地殼突發的劇烈運動，世界范圍內每年都要發生多次不同震級的地震，尤其是最近幾年地殼運動非常活躍，我國地震活動頻度高、強度大、震源淺、分布廣，是一個地震災害嚴重的國家，自20世紀以來，平均大約每三年發生兩次七級以上地震。地震尤其是震級與能量較大的地震，給人民的生命、基礎與公共設施產帶來嚴重的損失。對鐵路而言，較大的地震發生時，巨大的能量將導致路面開裂、軌道彎曲，甚至引發列車脫軌。尤其是在橋上運行的列車，當地震發生時橋梁更容易發生開裂、坍塌，造成嚴重的事故；而高速鐵路又普遍采用高架橋結構，列車通過的橋梁路段占比很大，為了保證高速列車安全運行，非常有必要研究地震災害條件對列車運行安全性的影響，開展地震災害條件下列車運行安全性能試驗研究。

發明內容

本發明的目的是提供一種橋上鐵路軌道五自由度地震模擬振動臺，該試驗臺能夠實現軌道的上下平移、左右平移、滾動、點頭、搖頭等五個自由度運動，為鐵路列車在地震災害環境下運行姿態的試驗研究提供一套完整的外部激勵方式，從而完整模擬橋上鐵路軌道地震波或地震激勵以及地震產生的線路扭曲大變形，進而獲取地震波的激勵數據，為鐵路行車安全與結構抗震設計、安全運營管理提供重要的試驗依據。

本發明實現其發明目的，所采用的技術方案是：一種橋上鐵路軌道五自由度地震模擬振動臺，其特征在于：橋梁的每段梁體的端部置于箱式底座的側板上，梁體的上表面安裝有軌道；箱式底座的底板上鉸接有水平電液伺服作動器及左側豎向電液伺服作動器、右側豎向電液伺服作動器；水平電液伺服作動器的作動端依次通過豎連桿、橫連桿鉸接于與橋梁的梁體的側面，豎連桿中部還鉸接于箱式底座的支撐塊上；左側豎向電液伺服作動器和右側豎向電液伺服作動器的作動端均鉸接在梁體的底部。

本發明的試驗過程是：

橋梁任一段梁體端部下的箱式底座內的水平電液伺服作動器持續動作，帶動豎連桿繞其中部鉸接位置發生轉動，豎連桿上端帶動橫連桿平動，從而為橋梁的梁體提供持續的水平激振力。當該段梁體兩個端部下的水平電液伺服作動器提供的水平激振力同步時，該段梁體及其軌道產生左右平移的變形和振動；當該段梁體兩個端部下的水平電液伺服作動器提供的水平激振力不同步時，該段梁體及其軌道產生搖頭方向的變形和振動。

橋梁任一段梁體端部下的箱式底座內的左側豎向電液伺服作動器和右側豎向電液伺服作動器直接對橋梁的梁體持續施加兩個獨立的垂向激振力。當該段梁體兩個端部下的所有豎向電液伺服作動器提供的豎向激振力同步時，該段梁體及其軌道將產生上下平移的變形和振動；當該段梁體一個端部與另外一個端部下的豎向電液伺服作動器提供的豎向激振力不同步時，該段梁體及其軌道將產生點頭方向的變形和振動；當該段梁體端部下的左側豎向電液伺服作動器和右側豎向電液伺服作動器提供的豎向激振力不同步時，該段梁體及其軌道將產生滾動方向的變形和振動。

由于每個作動器獨立可控，因此以上的左右平移、搖頭、上下平移、滾動、點頭等五個方向的運動可以單獨產生，也可以任意組合，同時產生。各段梁體的受控變形與振動也完全獨立，全部梁體可同時或者延時發生同步或者不同步的變形振動；各段梁體也可以單獨和部分方式進行任意組合的變形和振動。

在梁體產生振動和變形后，列車高速行駛通過梁體上的軌道，同時測試并記錄軌道位移、軌道振動加速度、梁體位移、梁體的振動加速度、輪軌橫向力、脫軌系數及列車運行姿態等試驗參數。列車通過后，停止激振，試驗結束。測試得到的試驗參數及激振數據可為地震災害環境下列車運行安全性研究提供更加真實有效的試驗數據。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明的試驗臺能夠實現橋上鐵路軌道的上下平移、左右平移、滾動、點頭、搖頭等五個自由度運動，為鐵路列車在地震災害環境下運行姿態的試驗研究提供一套完整的外部激勵方式，更加全面完整的模擬各種橋上鐵路軌道地震波或地震激勵以及地震產生的線路扭曲大變形，進而獲取地震波的激勵數據，為鐵路行車安全與結構抗震設計、安全運營管理提供重要的試驗依據。

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步的詳細說明。

附圖說明

圖1為本發明實施例的左視結構示意圖。

圖2為圖1的A-A剖視放大圖。

圖3為本發明實施例激振單元(去掉了箱式底座的側板、梁體)的左視放大結構示意圖。

圖4為本發明實施例激振單元(去掉了箱式底座的側板、梁體)的主視放大結構示意圖。