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有砟鐵路軌枕路基體系變形失效實驗裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種有砟鐵路軌枕路基體系變形失效實驗裝置，在鋼制道砟模型的上方，垂向作動器通過垂向定位裝置安裝在四個反力立柱上并有一端與工字型梁連接，水平向作動器的一端通過水平向加載作動器固定板固定在反力墻上，另一端與采用滑動導軌的水平向定位裝置連接，水平向定位裝置通過水平向連接桿與工字型梁相連接，兩個作動器分別通過管道與動力系統液壓油源相連接，兩個作動器分別通過線路與多通道控制系統相連接，從而完成兩個作動器同步或異步協調動態加載。本發明可以在室內試驗中模擬列車行駛中水平向荷載和垂直荷載的耦合作用，用于研究大周次荷載作用下軌枕的沉陷問題和輪軌豎向力與水平向力耦合作用下軌枕的運動失效問題。
【專利說明】有砟鐵路軌枕路基體系變形失效實驗裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及鐵路變形實驗裝置，尤其涉及一種有砟鐵路軌枕路基體系變形失效實驗裝置。
【背景技術】
[0002]隨著我國鐵路建設事業的快速發展，提高路基施工質量以適應鐵路跨越式發展已顯得十分重要。而客運專線的出現，更加對傳統鐵路的設計、施工和養護維修提出了全新的挑戰。鐵路路基是鐵路工程的重要組成部分。作為土工構筑物，鐵路路基主要由基床表層、基床底層和基床以下路堤組成，路基的沉降變形主要是這幾部分沉降變形的疊加產生。我國已建成鐵路絕大部分以有砟鐵路為主，在長期的服役過程中有砟鐵路路基受到循環累積荷載的作用從而產生累積變形。服役過程中軌枕受到列車行駛帶來的垂向荷載和水平向荷載的耦合作用從可能產生過大的位移導致軌道失效。對于長期服役狀況下有砟軌道道砟層的累積變形狀況由于不能破壞已有線路路基所以很難在現場進行詳細全面的試驗測試，而目前室內試驗常用的道閘試驗箱試驗只能在單純的垂向荷載下進行試驗，無法模擬更加復雜的列車行進中帶來的水平向荷載(如蛇行運動、列車轉彎等)的影響。

【發明內容】

[0003]為了克服傳統道砟實驗方式荷載方向單一的不足，本發明提供了一種有砟鐵路軌枕路基體系變形失效實驗裝置，可以在室內試驗中模擬列車行駛過程中引起的垂向與水平向荷載的耦合作用，研究軌枕在雙向荷載耦合作用下的服役性能，并可以進行大周次實驗模擬長期服役狀況下路基累積變形的發展規律。
[0004]為實現上述目的，本發明采用的技術方案是:一種有砟鐵路軌枕路基體系變形失效實驗裝置，它包括:鋼制道砟模型箱、工字型梁、垂向作動器、水平向作動器、定位夾板、水平向定位裝置、反力立柱、水平向加載作動器固定板、水平向高壓油管、可移動加載頭、水平向連接桿、第二直線導軌、反力平臺、垂向高壓油管、第三直線導軌；其中，所述鋼制道砟模型箱放置在四根反力立柱之間，反力平臺固定在四根反力立柱頂端，垂向作動器上端和反力平臺連接，下端與工字型梁的頂部連接，工字型梁的四端通過定位夾板安裝在四個反力立柱上，工字型梁與可移動加載頭頂部相連接，可移動加載頭的側面與水平向連接桿連接，水平向連接桿的另一端與水平向定位裝置的前部通過第三直線導軌進行連接，水平向定位裝置的底部通過第二直線導軌安裝在鋼制道砟模型箱上、后部與水平向作動器的前部連接，水平向作動器后部通過水平向加載作動器固定板固定在反力墻上，垂向作動器與垂向高壓油管相連，水平向作動器與水平向高壓油管相連。
[0005]進一步地，所述工字型梁底部安裝有第一直線導軌，通過第一直線導軌和可移動加載頭的頂部連接在一起。
[0006]進一步地，所述第一直線導軌、第二直線導軌和第三直線導軌均為帶有滾珠的卡槽與軌道結合的結構。[0007]本發明與【背景技術】相比具有的有益效果是:通過采用可移動加載頭配合垂向和水平向定位裝置，可以單獨進行垂向荷載加載也可以進行垂向和水平向雙向荷載的同步或異步加載，能夠模擬更加接近實際列車運行中鐵路路基所受到的荷載形式，如蛇行運動和列車轉彎等情況，可以完成大周次的雙向荷載耦合作用下鐵路路基的變形失效問題的實驗模擬。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為有昨鐵路軌枕路基體系變形失效實驗裝置整體意圖；
圖2為有砟鐵路軌枕路基體系變形失效實驗裝置側面試視圖；
圖3為圖1中A部分局部放大圖；
圖4為圖1中B部分局部放大圖；
圖5為圖4中C部分局部放大圖；
圖中:鋼制道砟模型箱1、工字型梁2、垂向作動器3、水平向作動器4、定位夾板5、水平向定位裝置6、反力立柱7、水平向加載作動器固定板8、水平向高壓油管9、第一直線導軌
10、可移動加載頭11、水平向連接桿12、第二直線導軌13、反力平臺14、垂向高壓油管15、第三直線導軌16、軌道17、卡槽18、滾珠19。
【具體實施方式】
[0009]本發明有砟鐵路軌枕路基體系變形失效實驗裝置包括:鋼制道砟模型箱1、工字型梁2、垂向作動器3、水平向作動器4、定位夾板5、水平向定位裝置6、反力立柱7、水平向加載作動器固定板8、水平向高壓油管9、第一直線導軌10、可移動加載頭11、水平向連接桿
12、第二直線導軌13、反力平臺14、垂向高壓油管15、第三直線導軌16。
[0010]如圖1所示，將鋼制道砟模型箱I放置在常用動三軸試驗儀所用的四根反力立柱7之間，反力平臺14固定在四根反力立柱7頂端，垂向作動器3上端和反力平臺14采用螺栓連接，下端與工字型梁2頂部螺栓連接，工字型梁2四端通過帶滑動導軌的定位夾板5安裝在四個反力立柱7上，工字型梁2與可移動加載頭11頂部相連接，可移動加載頭11底部與鋼制道砟模型箱I中的道砟碎石接觸、側面與水平向連接桿12采用螺栓連接，水平向連接桿12的另一端與水平向定位裝置6的前部通過第三直線導軌16進行連接，水平向定位裝置6的底部通過第二直線導軌13安裝在鋼制道砟模型箱I上、后部與水平向作動器4的前部采用球鉸連接，水平向作動器4后部通過水平向加載作動器固定板8固定在反力墻上，垂向作動器3通過垂向高壓油管15與動力系統液壓油源相連接，水平向作動器4通過水平向高壓油管9與動力系統液壓油源相連接，并通過多通道控制器完成兩個作動器額定工作頻率IOHz的同步或異步協調動態加載。
[0011]如圖2所示，工字型梁2底部安裝有第一直線導軌10，通過第一直線導軌10和可移動加載頭11的頂部連接在一起，保證了垂向加載和水平向加載的同時作用消除了水平向荷載對垂向作動器3的影響。
[0012]如圖3所示，工字型梁2四肢端分別安裝有帶滑動導軌的定位夾板5，將帶定位夾板5定位在四根反力立柱7上后可以保證垂向作動器3的加載頭伸長方向總是沿著垂直于鋼制模型箱I箱頂平面的方向。四個定位夾板5和反力立柱7的相互作用來抵消第一直線導軌10在加載過程中傳遞給工字型梁2的水平向摩擦力，從而保護了垂向作動器3。
[0013]如圖4所示，水平向定位裝置6兩側的底部分別通過第二直線導軌13安裝在鋼制模型箱I的箱壁上。水平向定位裝置6可以在第二直線導軌13上沿水平方向進行滑動。水平向定位裝置6的前部安裝有第三直線導軌16，通過此導軌與水平向連接桿12進行連接，從而保證了垂向3與水平向作動器4同步加載時可移動加載頭11在垂向發生位移時不會影響水平向作動器4施加的荷載依然是沿著水平方向。
[0014]如圖5所示，本裝置中所采用的直線導軌(第一直線導軌10、第二直線導軌13、第三直線導軌16)的構造皆為采用帶有滾珠19的卡槽18與軌道17結合的方式。下部卡槽18與上部軌道17分別采用螺栓連接的方式固定在需要以直線導軌方式進行連接的兩個部件上。
【權利要求】
1.一種有砟鐵路軌枕路基體系變形失效實驗裝置，其特征在于，它包括:鋼制道砟模型箱(I)、工字型梁(2)、垂向作動器(3)、水平向作動器(4)、定位夾板(5)、水平向定位裝置(6)、反力立柱(7)、水平向加載作動器固定板(8)、水平向高壓油管(9)、可移動加載頭(11)、水平向連接桿(12)、第二直線導軌(13)、反力平臺(I)、垂向高壓油管(15)、第三直線導軌(16);其中，所述鋼制道砟模型箱(I)放置在四根反力立柱(7)之間，反力平臺(14)固定在四根反力立柱(7)頂端，垂向作動器(3)上端和反力平臺(14)連接，下端與工字型梁(2)的頂部連接，工字型梁(2)的四端通過定位夾板(5)安裝在四個反力立柱(7)上，工字型梁(2)與可移動加載頭(11)頂部相連接，可移動加載頭(11)的側面與水平向連接桿(12)連接，水平向連接桿(12)的另一端與水平向定位裝置(6)的前部通過第三直線導軌(16)進行連接，水平向定位裝置(6)的底部通過第二直線導軌(13)安裝在鋼制道砟模型箱(I)上、后部與水平向作動器(4)的前部連接，水平向作動器(4)后部通過水平向加載作動器固定板(8)固定在反力墻上，垂向作動器(3)與垂向高壓油管(15)相連，水平向作動器(4)與水平向高壓油管(9)相連。
2.根據權利要求(I)所述有砟鐵路軌枕路基體系變形失效實驗裝置，其特征在于，所述工字型梁(2)底部安裝有第一直線導軌(10)，通過第一直線導軌(10)和可移動加載頭(11)的頂部連接在一起。
3.根據權利要求(I)或(2)所述有砟鐵路軌枕路基體系變形失效實驗裝置，其特征在于，所述第一直線導軌(10)、第二直線導軌(13)和第三直線導軌(16)均為帶有滾珠(19)的卡槽(18)與軌道(17)結合的結構。
【文檔編號】G01N3/08GK103792141SQ201410023707
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月18日 優先權日:2014年1月18日
【發明者】邊學成, 李公羽, 蔣建群, 李偉, 陳仁朋 申請人:浙江大學