[發明專利]一種輪軌滾動滑動接觸加載試驗裝置

在審

• 申請號: 202110295997.8
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113125175A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 周宇;李駿鵬;李新國;楊新文
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01M17/08
• 分類號: G01M17/08
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 孫永申

本發明涉及一種輪軌滾動滑動接觸加載試驗裝置，包括設置于地面的基礎底面和跨越設置于所述基礎底面上方的反力架，所述基礎底面上設有支撐臺鋼軌，所述支撐臺鋼軌上設有對應的軌道滾輪，支撐臺設有所述軌道滾輪上，所述支撐臺上設有試驗鋼軌，所述試驗鋼軌上設有輪對，所述輪對外部設有用于固定的輪對固定框架，所述反力架上設有框架抬升裝置，所述輪對固定框架經所述反力架與所述框架抬升裝置相連接，所述反力架上還設有橫向加載動作器和垂向加載動作器，并分別與所述支撐臺和所述輪對對應連接，所述支撐臺上還設有縱向加載動作器，所述縱向加載動作器還與平臺縱移驅動相連接。本發明具有再現真實車輛單方向或雙方向在鋼軌上運行的情況等優點。

技術領域

本發明涉軌道交通測試分析技術領域，尤其是涉及一種輪軌滾動滑動接觸加載試驗裝置。

背景技術

我國的陸路交通發展不僅體現在建設規模上，同時也體現在其綜合技術水平上，高速、重載已經逐漸成為陸路交通的主要發展方向。交通設施的研究從即時的力學性能走向長期的使用性能。例如，在軌道交通的運營中，高速度、高密度、大重量的列車荷載反復作用在軌道上，軌道結構和基礎所承受的荷載特征向高頻重載狀態方向發展，容易造成軌道結構幾何狀態的惡化、鋼軌損傷和磨耗、扣件的損壞、道床的彈性失效和橫縱向阻力降低、軌道板的斷裂或破壞、路基長期變形或不均勻變形過大等病害，使軌道無法保持穩定、平順，影響乘車舒適度，嚴重時甚至危及行車安全。因此，近十年來，以美、英、日為代表的發達國家對運輸設施長期使用性能的研究十分重視，通過建立先進、完整的設施結構長期使用性能測試分析系統，模擬真實運輸條件下的荷載和作用頻次，來分析這種荷載長時間作用下的基礎結構的損傷、破壞的發生機理和發展規律。

為適應我國交通基礎設施建設的形式以及相關學科發展的要求，就必須建立基于真實情況的道路與鐵道工程高頻重載試驗系統。該系統能模擬高頻重載條件下的軌道和道路隨機荷載、模擬輪軌滾動接觸關系及其傷損發生、發展變化情況，從而掌握高速度、高密度、大重量條件下的輪-軌相互作用關系、荷載傳遞特征；分析鋼軌傷損及其材質的成因及變化規律；測試并建立軌道狀態檢測和安全監控系統，為保證鐵道高速度、高密度、重載條件下的安全、舒適運行提供全面的理論支撐。

為此，是要建立先進、完整的設施結構長期使用性能測試分析系統，模擬真實運輸條件下的荷載和作用頻次，來分析這種荷載長時間作用下的基礎結構的損傷、破壞的發生機理和發展規律。該系統能模擬高頻重載條件下的軌道和道路隨機荷載、模擬輪軌滾動接觸關系及其傷損發生、發展變化情況，從而掌握高速度、高密度、大重量條件下的車-軌、輪-軌相互作用關系、荷載傳遞特征；研究道路結構、軌道結構和下部基礎的傷損發展規律、變形特點；分析鋼軌傷損及其材質的成因及變化規律；測試并建立軌道狀態檢測和安全監控系統，為保證道路和鐵道高速度、高密度、重載條件下的安全、舒適運行提供全面的理論支撐。

近似試驗臺包括：

(1)1：1輪軌滾動試驗臺(wheel-rail test rig)(奧地利voestalpine公司)單輪-單軌滾動接觸；具體相關特性包括：

1)加載：垂直加載100t、橫向加載10t、縱向加載3.5t，荷載通過液壓系統加載到車輪上

2)鋼軌試件長1.5m，其中兩端長度共0.5m用于固定鋼軌，為非試驗區。中間約1m長度為輪軌接觸試驗區，又分為3個部分：前部約0.2m長度內，液壓系統加壓驅動鋼軌支持裝置，使鋼軌加速前進；中間約0.5m長度為車輪穩定速度和加載作用鋼軌，所有的輪軌加載測試集中在這部分；后部約0.2m長度為減載區，使鋼軌支持裝置減速。

3)鋼軌的軌底坡可調，軌底坡的調節通過更換鋼軌下的墊板或楔子來實現；

4)可模擬曲線(車輪沖角范圍為-0.25～0.5度，同時調整橫向力和垂直力的作用位置)