[實用新型]一種軌道交通輪軸移動荷載模擬加載裝置

有效

• 申請號: 201220727641.3
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN203096538U
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 邊學成;蔣紅光;徐翔;陳仁朋;陳云敏;蔣建群;程翀;金皖鋒
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: E01B35/12
• 分類號: E01B35/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

本實用新型涉及一種荷載加載裝置，尤其是涉及一種軌道交通輪軸移動荷載模擬加載裝置。

我國正處于軌道交通快速發展的階段，無論是城際普通鐵路和高速鐵路，還是城市地鐵和輕軌，都處于快速建設過程中。伴隨著軌道交通設施的建設和投入運營，越來越多的工程問題凸顯出來。在列車高速通過時荷載通過輪軸與鋼軌的相互作用傳遞至線下結構，與傳統的定點循環加載相比，輪軸與鋼軌的作用具有典型的移動效應和速度效應，隨著輪軸的移動，軌下各結構層沿著列車行進方向經歷相同的加載過程。這種不同于固定點加載的受力方式，導致了軌道結構和路基結構呈現出不同的動力性能。因此，實現列車輪軸荷載移動過程的有效模擬，對研究軌道交通基礎設施真實的動力性能至關重要。目前，輪軸荷載模擬的試驗手段主要有室內模型試驗和現場原位測試兩種。室內模型試驗受到場地尺寸和行車速度的限制，不易實現真車的高速移動加載；現場原位測試雖然可以采用真實的輪軸移動過程，但所處的環境比較復雜不易控制，可重復性較差。現有的輪軸動荷載模擬裝置，如可調頻調幅SBZ30動態激振器，采用偏心塊的快速轉動產生豎向激振力，可以實現固定位置的高頻激振，不足之處是：無法實現輪軸荷載的移動性；模擬高速交通移動荷載作用的試驗系統，采用由離心旋轉電機控制的正反向移動加載器，帶動豎向激振器實現輪軸荷載的移動加載，但由于尺寸限制，無法實現輪軸荷載的以較高的速度勻速移動。

為了克服現有室內模型試驗和現場原位測試的不足，本實用新型的目的在于提供一種軌道交通輪軸移動荷載模擬加載裝置，實現輪軸荷載高速移動。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：

一、一種軌道交通輪軸移動荷載模擬加載方法，包括以下步驟：

步驟1）通過列車?軌道?路基理論模型計算確定不同移動速度???????????????????????????????????????????????下輪軸移動荷載作用的單個扣件系統的受力荷載時程曲線；?

步驟2）按高速鐵路設計規范軌枕沿軌道方向的間距為，通過扣件系統將鋼軌與軌枕進行連接，兩條連續的鋼軌分別在軌枕位置正上方處切斷為多對相互獨立的分段鋼軌，鋼軌與軌枕之間的連接特性保持不變；

步驟3）在步驟2）中的每一對分段鋼軌正上方均布置一條分配梁，分配梁跨中處上方連接一個作動器，將步驟1）得到的單個扣件系統的受力荷載時程曲線，作為每個作動器的荷載激勵曲線；

步驟4）步驟3）中每個作動器的荷載激勵曲線均相同，每個作動器開始激振存在時間間隔，相鄰作動器激振的時間間隔由軌枕的間距和移動速度確定：??

；

；

步驟5）沿輪軸移動方向相鄰作動器通過按照步驟4）所述的時間間隔依次進行動態激振，即實現不同移動速度輪軸移動荷載的模擬加載。

二、一種軌道交通輪軸移動荷載模擬加載裝置：

多個作動器在按照高速鐵路每條軌枕沿軌道方向的正上方布置，每個作動器底部用高強螺栓在分配梁跨中處連接，分配梁兩端底部固定安裝在兩側鋼軌正上方，兩條連續的鋼軌鋪設在軌枕上，分別在軌枕位置正上方切斷成相互獨立的分段鋼軌，每對分段鋼軌和軌枕用扣件系統連接，軌枕下方為道床、道床下方為地基。

所述的每個作動器頂部連接在反力橫梁跨中處，每根反力橫梁兩端固定在兩根反力縱梁上，每根反力縱梁的兩端連接在兩根支撐柱上，每根支撐柱底部固定在地面上。?

所述的分配梁兩端底部固定安裝在每對分段鋼軌正上方的裝置是防脫套件，其實現作動器豎向壓力的施加，也實現作動器上拔力的施加。

本實用新型具有的有益效果是：

（1）兩條鋼軌分段后，相鄰作動器以單個扣件系統的受力荷載時程曲線為荷載激勵曲線，并沿輪軸移動方向以相同時間依次動態激振，從而代替實體列車輪軸模型實現不同速度下的輪軸荷載的移動加載；（2）防脫套件實現作動器豎向壓力的施加，也實現作動器上拔力的施加。（3）避免了行車速度提高所需要的長距離加速路段，大大縮小了室內試驗模型的尺寸，為開展軌道交通動力學模型試驗研究提供了可靠便捷的加載平臺。

圖1是本實用新型裝置橫向示意圖。

圖2是本實用新型裝置縱向示意圖。

圖3是一段鋼軌連接橫向示意圖。

圖3是一段鋼軌連接橫向示意圖。

圖4是一段鋼軌連接縱向示意圖。

圖5是輪軸移動下列車?軌道?路基理論模型原理圖。

圖6是作動器荷載激勵曲線。