轨枕支反力测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铁路轨道领域，具体地，涉及一种铁路轨枕支反力的测试方法。
【背景技术】
[0002] 铁路轨道指用条形的钢材铺设在轨枕上形成的供火车等行驶的路线。轨枕支反力 等参数直接表征了轨道所处的状态及轨道承受列车荷载的能力，因此需寻找一种直观、方 便、经济、快捷的支反力测试方法，为保障行车安全以及确定轨枕承载强度设计值提供依 据。
[0003] 现有的轨道轨枕支反力测试方法主要是在钢轨和轨枕间垫入压力传感元件，即测 力垫板，通过测力垫板来检测轨枕的支反力，但是在用该测试方法检测轨道的支反力时，需 要将扣件松开，作业量大，对于时间紧迫的铁路天窗，实用性较差。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种轨枕支反力测试方法，利用钢轨本身作为传感元件，无 需松开钢轨扣件，可以精确、经济、快捷地测量轨枕的支反力。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供一种轨枕支反力测试方法，包括下列步骤：
[0006] 步骤A，在钢轨上且位于相邻的第一轨枕和第二轨枕之间的跨中位置施加垂直于 所述钢轨的向下的作用力P;
[0007] 测量所述钢轨的轨腰中性轴位置处的剪应力之和S，S = t1+t2,其中τ?为位于所述 第一轨枕远离所述第二轨枕一侧的所述钢轨的轨腰中性轴且靠近所述第一轨枕位置处的 剪应力，其中τ2为位于所述第二轨枕远离所述第一轨枕一侧的所述钢轨的轨腰中性轴位置 且靠近所述第二轨枕处的剪应力；
[0008] 测量所述钢轨的轨腰中性轴位置处的剪应力之和5'4'=11'+12'，其中11'为所 述第一轨枕远离所述第二轨枕一侧的所述钢轨的轨腰中性轴靠近所述第一轨枕位置处的 剪应力，其中τ2 '为所述第一轨枕和所述第二轨枕之间且靠近所述第一轨枕一侧的所述钢 轨的轨腰中性轴位置处的剪应力；
[0009] 步骤Β，利用公另
计算轨枕支反力，其中R为所述第一轨枕或所述第二 轨枕对钢轨的支反力。
[0010] 优选地，在所述步骤Α中，所迓
|其中τ3 '为所述第二轨枕远 离所述第一轨枕一侧的所述钢轨的轨腰中性轴且靠近所述第二轨枕位置处的剪应力，其中 τ4'为所述第一轨枕和所述第二轨枕之间且靠近所述第二轨枕一侧的所述钢轨的轨腰中性 位置处的剪应力。
[0011] 优选地，所述第一轨枕远离所述第二轨枕一侧的所述钢轨的轨腰中性轴且靠近所 述第一轨枕位置处粘贴45°设置的第一应变片、第二应变片、第三应变片和第四应变片，所 述第一应变片和第二应变片位于所述钢轨的轨腰的一侧且关于所述钢轨的中性轴上下对 称，所述第三应变片和第四应变片位于所述钢轨的轨腰的另一侧且关于所述钢轨的中性轴 上下对称；
[0012] 所述第二轨枕远离所述第一轨枕一侧的所述钢轨的轨腰中性轴且靠近所述第二 轨枕位置处粘贴45°设置的第五应变片、第六应变片、第七应变片和第八应变片，所述第五 应变片和第六应变片位于所述钢轨的轨腰的一侧且关于所述钢轨的中性轴上下对称，所述 第七应变片和第八应变片位于所述钢轨的轨腰的另一侧且关于所述钢轨的中性轴上下对 称；
[0013] 依次顺序连接第一应变片、第五应变片、第二应变片、第六应变片、第三应变片、第 七应变片、第八应变片和第四应变片，组成全桥电路，将第六应变片与第三应变片之间的节 点a、第二应变片与第五应变片之间的节点b、第一应变片与第四应变片之间的节点c、第八 应变片与第七应变片之间的节点d分别与应变仪的A、B、C、D接线柱连接，以通过应变仪测量 τ1+τ2〇
[0014] 优选地，所述第一轨枕和所述第二轨枕之间且靠近所述第一轨枕一侧的所述钢轨 的轨腰中性位置处粘贴45°设置的第九应变片、第十应变片、第十一应变片和第十二应变 片，所述第九应变片和第十应变片位于所述钢轨的轨腰的一侧且关于所述钢轨的中性轴上 下对称，所述第十一应变片和第十二应变片位于所述钢轨的轨腰的另一侧且关于所述钢轨 的中性轴上下对称；
[0015] 依次顺序连接第一应变片、第九应变片、第二应变片、第十应变片、第三应变片、第 十一应变片、第十二应变片和第四应变片，组成全桥电路，将第十应变片与第三应变片之间 的节点a、第二应变片与第九应变片之间的节点b、第一应变片与第四应变片之间的节点c、 第十二应变片与第十一应变片之间的节点d分别与应变仪的A、B、C、D接线柱连接，以通过应 变仪测量τ1'+τ2'。
[0016] 优选地，所述第一轨枕和所述第二轨枕之间且靠近所述第二轨枕一侧的所述钢轨 的轨腰中性位置处粘贴45°设置的第十三应变片、第十四应变片、第十五应变片和第十六应 变片，所述第十三应变片和第十四应变片位于所述钢轨的轨腰的一侧且关于所述钢轨的中 性轴上下对称，所述第十五应变片和第十六应变片位于所述钢轨的轨腰的另一侧且关于所 述钢轨的中性轴上下对称；
[0017] 依次顺序连接第十三应变片、第五应变片、第十四应变片、第六应变片、第十五应 变片、第七应变片、第八应变片和第十六应变片，组成全桥电路，将第六应变片与第十五应 变片之间的节点a、第五应变片与第十四应变片之间的节点b、第十六应变片与第十三应变 片之间的节点c、第七应变片与第八应变片之间的节点d分别与应变仪的A、B、C、D接线柱连 接，以通过应变仪测量τ3 ' +τ4'。
[0018] 本发明与现有技术的不同之处在于，本发明通过测量钢轨的相邻的两个轨枕的外 侧的中性轴处的剪应力之和，并测量钢轨的一个轨枕的两侧的中性轴上的剪应力之和，然 后利用公式即可得到钢轨在轨枕处所受到的支反力，该测量方法相对于通过测力垫板方 式，无需松开钢轨扣件，并且通过该测量方法获得的支反力与实际值吻合度较高，具体的测 试对比数据将在下述的【具体实施方式】中说明。因此，本发明提供了一种精确、经济、快捷地 测量轨枕支反力的方法。
[0019] 本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0020] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0021] 图1是本发明的轨枕支反力测试方法中的钢轨轨枕结构受力图；
[0022] 图2是对图1中的钢轨的相邻的两个轨枕取隔离体的受力图；
[0023]图3是对图1中的钢轨的一个轨枕取隔离体的受力图；
[0024] 图4是本发明的轨枕支反力测试方法中对钢轨粘贴应变片的结构示意图；
[0025] 图5是图4的左视图；
[0026] 图6是本发明的轨枕支反力测试方法中应变片组桥桥路一的结构示意图；
[0027] 图7是本发明的轨枕支反力测试方法中应变片组桥桥路二的结构示意图；
[0028] 图8是本发明的轨枕支反力测试方法中应变片组桥桥路三的结构示意图；
[0029] 附图标记说明
[0030] 1钢轨 2第一轨枕
[0031] 3第二轨枕 4第一应变片
[0032] 5第二应变片 6第三应变片
[0033] 7第四应变片 8第五应变片
[0034] 9第六应变片 10第七应变片
[0035] 11第八应变片 12第九应变片
[0036] 13第十应变片 14第^^一应变片
[0037] 15第十二应变片 16第十三应变片
[0038] 17第十四应变片 18第十五应变片
[0039] 19第十六应变片
【具体实施方式】
[0040] 以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描 述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0041] 在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如"左、右"通常是指面对钢 轨时定义的方向，并与附图1中所示的左右方向一致。
[0042]本发明旨在提供一种轨枕支反力测试方法，无需在钢轨和轨枕之间垫入压力传感 器，利用钢轨本身作为传感元件，根据剪力法原理，即可精确、方便的测得轨枕的支反力。
[0043] 本发明的轨枕支反力测试方法，包括下列步骤：
[0044] 步骤A，如图1所示，在钢轨1上且位于相邻的第一轨枕2和第二轨枕3之间的跨中位 置施加垂直于所述钢轨1的向下的作用力P;其中第一轨枕2和第二轨枕3之间的跨中位置是 指钢轨1上与第一轨