[發明專利]一種路基動力加載模型試驗系統

有效

• 申請號: 201610946561.X
• 申請日: 2016-10-26
• 公開（公告）號: CN106501079B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 董捷;趙聰;胡子陽;武志輝;李鑫;張松;田易卓;宋思遠;戎賀偉
• 申請（專利權）人: 河北建筑工程學院
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/38
• 代理公司: 天津市宗欣專利商標代理有限公司 12103
• 代理人: 王龑

本發明公開了一種路基動力加載模型試驗系統，由試驗箱、兩套加固樁嵌固裝置、加載裝置、兩套制動裝置構成。通過千斤頂和激振器分別模擬列車恒載和行進過程產生的沖擊力，通過電機驅動模型轉向架在模型軌道上高速運動，通過合理設置各模型轉向架之間的間距及模型軌道長度實現僅用有限個模型轉向架即可模擬出多節車廂相繼經過該段路基的作用效果。解決了單點激振與多作動器聯動模擬列車荷載時不能實現荷載移動的問題，將列車行進產生的沖擊力考慮進去，更符合實際。該試驗系統可用于測試重載列車作用下路基動力響應以及檢驗斜向高壓旋噴樁加固路基的加固效果。

技術領域

本發明主要涉及列車荷載作用下路基的動力響應，尤其是涉及一種路基動力加載模型試驗系統。

背景技術

重載鐵路輸送能力大、社會經濟效益顯著，發展重載鐵路運輸已成為我國加速提高鐵路運輸能力的主要途徑。另一方面，隨著大批客運專線相繼投入運營，既有線的運輸能力得到一定程度的釋放。對既有線路進行有計劃加固改造后開行重載鐵路能充分利用既有線路資源，節約資金。

近年來的工程實踐表明，既有線經加固改造后開行重載鐵路是可行的，但仍存在許多問題，例如，由于重載鐵路的列車牽引質量大、行車密度高，導致路堤出現了不同程度的沉降。另外，列車軸重的增加導致路基的動力響應也大幅增加，路基振動易導致邊坡滑塌、道砟沉陷、冒泥翻漿等病害，應引起足夠重視。

采用斜向高壓旋噴樁加固鐵路路基相比其他加固技術具有不斷交施工、施工質量容易控制的優點，故其被廣泛地應用于既有線加固工程中，但其應用在既有線擴能改造工程中的加固效果還有待時間的檢驗。

無論是監測重載列車作用下路基的動力響應，還是評價斜向高壓旋噴樁對既有鐵路路基的加固效果，原位測試和模型試驗都是最直接、最有效的手段。原位監測可以很好地研究路基動態響應，但需要耗費大量的人力、物力和時間，室內模型試驗與原位監測相比，試驗的可控性比較強，受外界環境干擾較小，可忽略次要因素而研究主要因素，利于發現規律。但對于列車作用下路基動力響應開展的模型試驗十分有限，既有試驗裝置不能很好地模擬實際情況。

開展列車荷載作用下路基動力響應模型試驗的最大的難點就是如何較好地模擬列車荷載，較早開展的模型試驗一般采用單點激振模擬列車荷載，與現實情況有非常大的差距。為了克服這一問題，公開號為CN102109419A，公開日期為2011年06月29日的中國專利高速鐵路列車運行荷載的模擬加載系統提出了采用多作動器間隔一定相位聯合作動的加載方法，各作動器直接作用于鐵軌扣件上。該方法存在的問題是：①作動器輸入的荷載時程曲線由數值模型得出，其準確性本身就有待檢驗，將其作為荷載時程曲線加載至路基模型測試得到的動力響應準確性難以保證；②由于列車對軌道的作用力通過扣件傳遞給軌枕再傳遞給路基，故其采用將作動器加載至扣件上，但這樣就忽略了扣件本身沿路基縱向的寬度，給扣件施加了一個均勻的力，而實際中扣件受力是不均勻的；③所需電液伺服作動器數量多，不可能廣泛開展試驗；④列車荷載是沿線路運行的移動荷載，列車經過某點時，相當于施加了一個沖擊荷載，而作動器采用連續的加載函數來模擬，不符合實際；⑤由于試驗采用的伺服加載作動器對輸入加載函數有一定要求，故需將有限元模型得到的時程曲線中的突兀與峰值進行處理，導致其不能考慮由軌道不平順、輪軌接觸面不均勻磨損等因素造成的沖擊力，而將車輪荷載簡化為勻速移動的恒力，產生與實際情況非常大的差距。

發明內容

本發明為解決現有試驗設備不能精確模擬列車荷載作用的問題而提出，其目的是提供一種路基動力加載模型試驗系統。

本發明的技術方案是：

一種路基動力加載模型試驗系統，由試驗箱、兩套加固樁嵌固裝置、加載裝置、兩套制動裝置構成。

1)所述試驗箱由至少四根鋼管立柱、沿路基模型行車方向布置的兩塊主要側板A和若干塊輔助側板A、垂直路基模型行車方向布置的兩塊主要側板B和若干塊輔助側板B、兩根橫向連接兩鋼管立柱底端的連接槽鋼、嵌擠于鋼管立柱或連接槽鋼與側板B之間的膠墊構成。