[發明專利]一種道砟飛濺風洞試驗平臺

在審

• 申請號: 202010032445.3
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111103118A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 高亮;殷浩;肖宏;蔡小培;辛濤;侯博文;石順偉;蔡航;王向寧
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G01M9/08
• 分類號: G01M9/08;G01M9/06
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 麻吉鳳

本發明實施例提供一種道砟飛濺風洞試驗平臺，包括：道砟飛濺試驗臺、試驗臺支架、高速列車車廂底部結構模型、軌枕模型、鋼軌模型、砟肩模型、道砟集料和風速測試裝置；道砟飛濺試驗臺通過試驗臺支架分別與高速列車車廂底部結構模型和風洞實驗室地板連接固定，試驗臺支架高度可調節，軌枕模型置于道砟集料表層，道砟集料置于道砟飛濺試驗臺表面，鋼軌模型固定于軌枕模型承軌槽頂面，砟肩模型固定于軌枕模型與道砟集料兩側，風速測試裝置固定于軌枕模型之間道砟集料表層。本發明可以準確模擬高速鐵路道砟飛濺的發生條件，還原道砟飛濺的發生和發展特征，并能實時監測道砟飛濺流場數據，且操作便捷。

技術領域

本發明涉及軌道交通技術領域，尤其涉及一種道砟飛濺風洞試驗平臺。

背景技術

高速鐵路是現代交通運輸體系的重要組成部分，軌道作為高速鐵路的重要組成部分，對確保列車安全、平穩運行起到不可或缺的作用。其中，有砟軌道在適用性、靈活性、經濟性和可維修性上具有顯著優勢，是高速鐵路的主要軌道結構形式之一。在我國已開通運營的高速鐵路線路中，通過既有線改造形成的高速鐵路幾乎全部采用有砟軌道，新建線路中運營速度在250km/h區段內的高速鐵路主要采用有砟軌道，在300km/h及以上的高速鐵路線路的部分地段也采用了有砟軌道，尤其是在長大橋梁、高架車站、地質斷裂帶等特殊地段均不得不采用有砟軌道結構。

近年來，隨著列車運行速度的逐漸提高，高速鐵路線路上經常出現道砟顆粒飛離道床，擊打軌道、車輛及線路周邊設施的道砟飛濺現象。造成軌道和列車結構傷損，極大增加了線路和車輛的養護維修成本，并嚴重威脅行車安全。飛濺道砟若散落在鋼軌踏面，在輪軌力作用下會造成鋼軌和車輪傷損，加速軌道惡化和車輪扁疤，進而導致輪軌受力改變，嚴重時甚至會產生脫軌等事故；若擊打列車轉向架、制動缸、車體等部位，會造成列車傷損，增加不安全因素以及車輛維修成本；會對線路周圍設施造成一定的危害，甚至有可能發生人身傷害；此外，飛砟及揚塵會造成環境污染，影響美觀。

高速鐵路道砟飛濺不確定性顯著，采用現場試驗方法能夠直觀獲取飛濺道砟的運動規律及軌道流場特征，但由于現場試驗干擾因素多、過度依賴既有線路條件、可重復性弱、研究成本高等原因，在研究隨機性顯著的道砟飛濺問題時局限性較大。采用風洞試驗方法還原有砟軌道結構流場，觀察、測試風載作用下道砟顆粒的運動行為和軌道流場特征，能夠有效克服上述問題。

因此，如何設計出一種能夠真實還原高速鐵路道砟飛濺風洞試驗平臺，是本領域技術人員亟待解決的問題。通過還原分析道砟飛濺產生發展機理，提出科學、有效的道砟飛濺防治建議，進而保障高鐵列車的安全運營，降低線路養護維修成本。

發明內容

本發明的實施例提供了一種道砟飛濺風洞試驗平臺，克服了現有道砟飛濺還原分析中，對有砟軌道流場特征還原精度有限，無法考慮有砟軌道結構參數對道砟飛濺的影響，且無法精細化觀測道砟飛濺運動行為，以及道砟飛濺發生發展過程中軌道結構流場特征的不足。

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案。

一種道砟飛濺風洞試驗平臺，包括：道砟飛濺試驗臺、試驗臺支架、高速列車車廂底部結構模型、軌枕模型、鋼軌模型、砟肩模型、道砟集料和風速測試裝置；

所述道砟飛濺試驗臺通過所述試驗臺支架分別與所述高速列車車廂底部結構模型和風洞實驗室地板連接固定，所述試驗臺支架高度可調節，所述軌枕模型置于所述道砟集料表層，所述道砟集料置于所述道砟飛濺試驗臺表面，所述鋼軌模型固定于所述軌枕模型承軌槽頂面，所述砟肩模型固定于所述軌枕模型與所述道砟集料兩側，所述風速測試裝置固定于所述軌枕模型之間道砟集料表層。

優選地，所述平臺還包括：防護網，所述防護網固定于所述道砟飛濺試驗臺位于風洞出口的一端。

優選地，所述防護網為固定于木框內側的鐵絲網構成，每個網格邊長小于道砟顆粒平均粒徑，所述木框長度與所述道砟飛濺試驗臺寬度相同。