专利名称：轨道交通轮轴移动荷载模拟加载方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种荷载加载方法及装置，尤其是涉及一种轨道交通轮轴移动荷载模拟加载方法及装置。
背景技术：
我国正处于轨道交通快速发展的阶段，无论是城际普通铁路和高速铁路，还是城市地铁和轻轨，都处于快速建设过程中。伴随着轨道交通设施的建设和投入运营，越来越多的工程问题凸显出来。在列车高速通过时荷载通过轮轴与钢轨的相互作用传递至线下结构，与传统的定点循环加载相比，轮轴与钢轨的作用具有典型的移动效应和速度效应，随着轮轴的移动，轨下各结构层沿着列车行进方向经历相同的加载过程。这种不同于固定点加载的受力方式，导致了轨道结构和路基结构呈现出不同的动力性能。因此，实现列车轮轴荷载移动过程的有效模拟，对研究轨道交通基础设施真实的动力性能至关重要。目前，轮轴荷载模拟的试验手段主要有室内模型试验和现场原位测试两种。室内模型试验受到场地尺寸和行车速度的限制，不易实现真车的高速移动加载；现场原位测试虽然可以采用真实的轮轴移动过程，但所处的环境比较复杂不易控制，可重复性较差。现有的轮轴动荷载模拟装置，如可调频调幅SBZ30动态激振器，采用偏心块的快速转动产生竖向激振力，可以实现固定位置的高频激振，不足之处是无法实现轮轴荷载的移动性；模拟高速交通移动荷载作用的试验系统，采用由离心旋转电机控制的正反向移动加载器，带动竖向激振器实现轮轴荷载的移动加载，但由于尺寸限制，无法实现轮轴荷载的以较高的速度匀速移动。
发明内容
为了克服现有室内模型试验和现场原位测试的不足，本发明的目的在于提供一种轨道交通轮轴移动荷载模拟加载方法及装置，实现轮轴荷载高速移动。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是
一、一种轨道交通轮轴移动荷载模拟加载方法，包括以下步骤
步骤I)通过列车-轨道-路基理论模型计算确定不同移动速度V下轮轴移动荷载作用的单个扣件系统的受力荷载时程曲线；
步骤2)按高速铁路设计规范轨枕沿轨道方向的间距为As，通过扣件系统将钢轨与轨枕进行连接，两条连续的钢轨分别在轨枕位置正上方处切断为多对相互独立的分段钢轨，钢轨与轨枕之间的连接特性保持不变；
步骤3)在步骤2)中的每一对分段钢轨正上方均布置一条分配梁，分配梁跨中处上方连接一个作动器，将步骤I)得到的单个扣件系统的受力荷载时程曲线，作为每个作动器的荷载激励曲线；
步骤4)步骤3)中每个作动器的荷载激励曲线均相同，每个作动器开始激振存在时间间隔，相邻作动器激振的时间间Ku由轨枕的间距As和移动速度V确定
权利要求
1.一种轨道交通轮轴移动荷载模拟加载方法，其特征在于包括以下步骤 步骤I)通过列车-轨道-路基理论模型计算确定不同移动速度 下轮轴移动荷载作用的单个扣件系统的受力荷载时程曲线； 步骤2)按高速铁路轨枕沿轨道方向的间距为As，通过扣件系统将钢轨与轨枕进行连接，两条连续的钢轨分别在轨枕位置正上方处切断为多对相互独立的分段钢轨，钢轨与轨枕之间的连接特性保持不变； 步骤3)在步骤2)中的每一对分段钢轨正上方均布置一条分配梁，分配梁跨中处上方连接一个作动器，将步骤I)得到的单个扣件系统的受力荷载时程曲线，作为每个作动器的荷载激励曲线； 步骤4)步骤3)中每个作动器的荷载激励曲线均相同，每个作动器开始激振存在时间间隔，相邻作动器激振的时间间隔Af由轨枕的间距u和移动速度V确定
2.根据权利要求1所述的加载方法的一种轨道交通轮轴移动荷载模拟加载装置，其特征在于多个作动器(I)在按照高速铁路每条轨枕(7 )沿轨道方向的正上方布置，每个作动器(I)底部用高强螺栓(4)在分配梁(2)跨中处连接，分配梁(2)两端底部固定安装在两侧钢轨(6)正上方，两条连续的钢轨(6)铺设在轨枕(7)上，分别在轨枕(7)位置正上方切断成相互独立的分段钢轨(6)，每对分段钢轨(6)和轨枕(7)用扣件系统(5)连接，轨枕(7)下方为道床(8)、道床(8)下方为地基(9)。
3.根据权利要求2所述的一种轨道交通轮轴移动荷载模拟加载装置，其特征在于所述的每个作动器(I)顶部连接在反力横梁(10)跨中处，每根反力横梁(10)两端固定在两根反力纵梁(11)上，每根反力纵梁(11)的两端连接在两根支撑柱(12)上，每根支撑柱(12)底部固定在地面上。
4.根据权利要求2所述的一种轨道交通轮轴移动荷载模拟加载装置，其特征在于所述的分配梁(2)两端底部固定安装在每对分段钢轨(6)正上方的装置是防脱套件(3)，其实现作动器(I)竖向压力的施加，也实现作动器(I)上拔力的施加。
全文摘要
本发明公开了一种轨道交通轮轴移动荷载模拟加载方法及装置。多个作动器在沿轨道方向的轨枕正上方布置，每个作动器底部在分配梁跨中处连接，分配梁两端底部安装在两侧钢轨正上方，两条连续的钢轨铺设在轨枕上，分别在轨枕位置正上方切断成相互独立的分段钢轨，每对分段钢轨和轨枕用扣件系统连接。防脱套件实现作动器竖向压力、上拔力的施加。根据列车-轨道-路基理论模型确定在不同移动速度下轮轴移动作用的单个扣件系统的受力荷载时程曲线，作为每个作动器的荷载激励曲线，相邻作动器沿轮轴移动方向以相同时间间隔依次进行动态激振，实现不同速度下轮轴移动荷载的模拟加载。本发明为开展轨道交通动力学模型试验研究提供了可靠便捷的加载平台。
文档编号E01B35/12GK103015280SQ20121057377
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者边学成, 蒋红光, 徐翔, 陈仁朋, 陈云敏, 蒋建群, 程翀, 金皖锋 申请人:浙江大学