[發明專利]一種基于橋墩變形的無砟軌道幾何形位變化模擬試驗臺

在審

• 申請號: 202010179601.9
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN113405783A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 陳憲麥;董春敏;黃旭東;趙成龍;李賽;盤柳;管吉波;龔振華;陳楠;李鑫海
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01M5/00
• 代理公司: 北京化育知識產權代理有限公司 11833
• 代理人: 尹均利

本發明公開了一種基于橋墩變形的無砟軌道幾何形位變化模擬試驗臺，涉及試驗設備技術領域。本發明中：安裝板的兩端下表面均并排安裝有第一安裝座；梁體的上表面鋪設有兩排無砟軌道板；無砟軌道板的上表面設有兩排鋼軌；鋼軌的內、外側面分別安裝第一安裝座和第二安裝座；第一安裝座上安裝第一距離傳感器；第二安裝座上安裝第二距離傳感器。本發明通過在橋墩的底部設置液壓桿控制橋墩的高度變化，通過設置在橋墩兩側的第一距離傳感器監測橋墩的高度變化數據；并通過設置在鋼軌上的第一距離傳感器和第二距離傳感器感應鋼軌的橫向間距和縱向高度的變化，從而可以得到列車通過時鋼軌的橫向變形和縱向變形數據。

技術領域

本發明屬于實驗設備技術領域，特別是涉及一種基于橋墩變形的無砟軌道幾何形位變化模擬試驗臺。

背景技術

橋梁結構在高速鐵路線路中所占的比例較大,其主要功能是為高速列車提供平順、穩定的橋上線路,確保列車運行安全和乘坐舒適。在橋梁施工及運營過程中,墩臺基礎難免發生沉降,其工后不均勻沉降會導致梁體的下沉,進而通過軌道各部分間的相互作用引起鋼軌軌面發生變形,當列車高速通過時,由橋墩沉降導致的鋼軌變形會增大輪軌界面的激擾,通過輪軌動力相互作用引起列車的振動加劇,使列車安全平穩性指標變差,甚至可能導致列車脫軌.因此探明橋墩變形與鋼軌變形之間的映射關系是研究橋墩變形對高速行車安全平穩性影響的重要前提。

橋墩變形，主要指橋梁縱向變形、橋墩橫向變形、橋墩沉降等。由于鋼軌通過軌道板與基礎相連，因此在橋墩發生變形的同時，會進一步帶動鋼軌變形，從而對行車造成一定的影響。相關理論研究表明，基礎變形與鋼軌變形存在一定的規律性，這種因為基礎變形導致鋼軌變形之間的關系稱為基礎變形與鋼軌變形映射關系。

鋼軌變形與軌道幾何形位密切相關。軌道幾何形位是指軌道各部分的幾何形狀、相對位置和基本尺寸。直線軌道幾何形位的基本要素包括：軌距、水平、方向、前后高低和軌底坡；曲線軌道幾何形位的基本要素除以上五項規定之外，還有以下三個特殊構造，即曲線軌距加寬、曲線外軌超高及緩和曲線。軌道幾何形位的變化關乎列車運營的安全性、舒適性與穩定性。我國高鐵、地鐵及其他城市軌道交通領域廣泛采用橋梁結構，并大面積鋪設無砟軌道，對橋墩變形與無砟軌道幾何形位變化相互作用關系現有理論的實驗驗證，能夠進一步將理論應用于實踐，并產生重大工程應用價值。

已有的文獻已經從理論和有限元模擬方面對其進行過相關驗證。引證文獻[1](陳兆瑋,孫宇,翟婉明.高速鐵路橋墩沉降與鋼軌變形的映射關系(Ⅰ):單元板式無砟軌道系統[J].中國科學:技術科學,2014(7):770-777.)與引證文獻[2](陳兆瑋,孫宇,翟婉明.高速鐵路橋墩沉降與鋼軌變形的映射關系(Ⅱ):縱連板式無砟軌道系統[J].中國科學:技術科學,2014(7):778-785.)中顯示，隨著橋墩的變形，橋梁、軌道板、鋼軌會隨之產生一定的變形，但是因為高速鐵路運營的特殊性，相關現場實驗難以實施，因此相關理論研究尚無相關實驗驗證，對相關理論的推廣造成了一定的困擾。因此，亟需一種能夠模擬橋墩變形的大型模擬試驗臺，用于對相關理論與有限元分析結果進行相關實驗驗證。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于橋墩變形的無砟軌道幾何形位變化模擬試驗臺，通過在橋墩底部設置液壓桿控制橋墩的高度變化，通過設置橋墩兩側的第一距離傳感器可以監測橋墩的高度變化數據；并通過設置鋼軌上的第一距離傳感器和第二距離傳感器感應鋼軌的橫向間距和縱向高度的變化，從而可以得到列車通過時鋼軌的橫向變形和縱向變形數據；從而實現對橋墩變形與無砟軌道幾何形位變化關系的數據顯示。

為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明為一種基于橋墩變形的無砟軌道幾何形位變化模擬試驗臺，包括橋墩和梁體，若干個橋墩和梁體拼接在一起組成橋梁；所述橋墩設置在兩梁體的連接處中間。

所述橋墩的上方設有安裝板；所述安裝版的上表面并排設有若干個下支座板；所述安裝板的兩端下表面均并排設有若干第一固定螺柱；所述第一固定螺柱上安裝有第一安裝座。