轨道扣件系统横向刚度测量方法及测量装置与流程

本发明涉及轨道检测技术领域，尤其是涉及一种轨道扣件系统横向刚度测量方法及测量装置。

背景技术

扣件系统作为钢轨紧固件，是轨道结构中重要零部件之一。扣件系统的横向刚度由轨距挡块压缩变形与轨下弹性垫板剪切变形所提供，对钢轨横向稳定性起到重要作用。然而，国内目前暂无明确规范对扣件系统横向刚度测试技术进行规定。

轨道组件的结构通常如图1所示，铁垫板310的上侧面设置轨道，其中轨道的轨底220和铁垫板310之间夹设有弹性垫板320，铁垫板310上还设有扣件340，扣件340分布于轨底220的两侧，扣件340扣在轨底220的边缘处，且扣件340和轨底220之间设有轨距挡块330。

现有技术中，测量扣件系统的横向刚度通常采用如图1所示的方法：

利用推杆100等沿平行于轨底220的方向向轨头210施力，随后观察轨距挡块330压缩变形和弹性垫板320剪切变形；以上实验过程中，由于是对轨头210沿平行于轨底220的方向施力，轨头210会以轨底220的底侧面中部的轴线转动，轨底220发生倾斜并挤压弹性垫板320，而弹性垫板320受到挤压后产生变形导致无法直接观测出弹性垫板320单纯受剪切力时的剪切变形量，因此，以上测量方法测得的扣件系统的横向刚度结果并不准确。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种轨道扣件系统横向刚度测量方法，以缓解现有技术中扣件系统的横向刚度测量结果不准确的技术问题。

第一方面，本发明提供的轨道扣件系统横向刚度测量方法包括以下步骤：

将轨道组件放在相对设置的第一施力件和第二施力件之间，使第一施力件作用于铁垫板远离第二施力件的一端、第二施力件作用于轨道的轨底远离第一施力件的一端；

使第一施力件和第二施力件共同将轨道夹紧；

观察轨距挡块的压缩变形量和轨下弹性垫板剪切变形量。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中：

所述使第一施力件作用于铁垫板远离第二施力件的一端，具体为：

第一施力件面向第二施力件的端部设置夹持件，使夹持件夹住铁垫板的边缘。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中：

所述第二施力件作用于轨道的轨底，具体为：

第二施力件包括两个相对设置施力台，铁垫板远离第一施力件的端部置于两个施力台之间，轨道长度方向上的两个端部的轨底分别抵接在两个施力台上。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中：

两个施力台之间设有导向槽，铁垫板远离第一施力件的端部滑动配合于导向槽中，且铁垫板与导向槽的槽底保持距离。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中：

所述使第一施力件和第二施力件共同将轨道夹紧包括：

第一施力件向靠近第二施力件的方向对铁垫板施力，和/或，第二施力件向靠近第一施力件的方向对轨道的轨底施力。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中：

所述第一施力件向靠近第二施力件的方向对铁垫板施力，具体为：

采用直线驱动件驱动第一施力件向靠近第二施力件的方向对铁垫板施力；

所述第二施力件向靠近第一施力件的方向对轨道的轨底施力，具体为：

采用直线驱动件驱动第二施力件向靠近第一施力件的方向对轨道的轨底施力。

与现有技术相比，本发明提供的轨道扣件系统横向刚度测量方法具有以下优势：

本发明提供的轨道扣件系统横向刚度测量方法，使第一施力件作用于铁垫板远离第二施力件的一端、第二施力件作用于轨道的轨底远离第一施力件的一端，由于轨底距离铁垫板的距离相当于弹性垫板的厚度，当第二施力件对轨底施力时，轨底所受到的推力的力臂几乎为零，轨道不容易发生倾覆，因此，最后获得的弹性垫板的剪切变形只受铁垫板和轨底对弹性垫板剪切力的影响，与现有技术中推轨头的方法相比，本发明提供的轨道扣件系统横向刚度测量方法更加准确。

本发明的另一目的在于提供一种用于实施上述轨道扣件系统横向刚度测量方法的测量装置，以解决现有技术中扣件系统的横向刚度测量结果不准确的技术问题。

第二方面，本发明提供的测量装置包括:第一施力件、第二施力件和驱动件，所述第一施力件和所述第二施力件相对设置；

所述驱动件用于驱动所述第一施力件靠近或者远离所述第二施力件；

所述第一施力件用于与铁垫板远离所述第二施力件的一端抵接；

所述第二施力件包括至少两个施力台，所述施力台用于抵住轨道的端部的轨底。

结合第二方面，本发明提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中：

所述第一施力件朝向所述第二施力件端部设有夹持件，所述夹持件包括两个相对设置的夹板，两个所述夹板用于夹持所述铁垫板的边缘。

结合第二方面的的第一种可能的实施方式，本发明提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中：

所述夹板与所述第一施力件可拆卸连接。

结合第二方面，本发明提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中：

两个所述施力台之间设有导向组件，所述导向组件包括两个相对设置的导向板，两个所述导向板之间形成导向槽；

所述铁垫板滑动配合于所述导向槽中。

与现有技术相比，本发明提供的的测量装置具有以下优势：

将轨道组件放置在第一施力件和第二施力件之间，其中，铁垫板沿第一施力件和第二施力件之间的缝隙的宽度方向延伸，轨道的两端延伸至铁垫板外侧；通过驱动件驱动第一施力件，使第一施力件向靠近第二施力件的方向移动，进而使第一施力件与铁垫板远离第二施力件的一端抵接、轨底远离第一施力件的侧面的两端分别与施力台(即第二施力件)抵接，操纵驱动件以继续使第一施力件对铁垫板施加压力，轨底挤压施力台，施力台对轨底产生反作用力，一方面，轨底对弹性垫板产生剪切力，从而，弹性垫板产生剪切变形，另一方面，轨底向靠近第一施力件的方向挤压轨距挡块，轨距挡块产生压缩变形，通过观察弹性垫板的剪切变形和轨距挡块的压缩变形可以推算出轨道扣件系统的横向刚度；采用上述测量装置测试轨道扣件系统的横向刚度，施力台作用于轨底的两端可以托住轨底，并保持轨道的两端平衡受力，同时，由于轨底距离铁垫板之间仅间隔一个弹性垫板，施力台对轨底的施力点至铁垫板的距离很小，故铁垫板所受的倾覆力矩几乎为零，轨底不易积压弹性垫板，所以弹性垫板的剪切变形不受轨底挤压的影响，最终通过弹性垫板的剪切变形和轨距挡块的压缩变形能够获得精确的轨道扣件系统横向刚度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为轨道组件的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的轨道扣件系统横向刚度测量方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的扣件系统横向刚度测量装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的扣件系统横向刚度测量装置中第一施力件与夹持件配合的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的扣件系统横向刚度测量装置中底座、第一施力件以及导向组件配合的结构示意图。

图标：100-推杆；210-轨头；220-轨底；310-铁垫板；320-弹性垫板；330-轨距挡块；340-扣件；411-第一施力件；412-驱动件；413-第一夹持件；414-第二夹持件；421-底座；422-施力台；423-第三夹持件；424-第四夹持件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

请参考图2：

本发明实施例提供的轨道扣件系统横向刚度测量方法包括以下步骤：

将轨道组件放在相对设置的第一施力件411和第二施力件之间，使第一施力件411作用于铁垫板310远离第二施力件的一端、第二施力件作用于轨道的轨底220远离第一施力件411的一端；

使第一施力件411和第二施力件共同将轨道夹紧；

观察轨距挡块330的压缩变形量和弹性垫板320剪切变形量。

进一步地，使第一施力件411作用于铁垫板310远离第二施力件的一端，具体为：

第一施力件411面向第二施力件的端部设置夹持件，使夹持件夹住铁垫板310的边缘；

如图3所示，夹持件包括第一夹持件413和第二夹持件414，第一夹持件413和第二夹持件414相对设置，利用第一施力件411对铁垫板310施压时，通过第一夹持件413和第二夹持件414将铁垫板310夹住，防止铁垫板310与第一施力件411发生滑动错位，确保能够稳定进行扣件系统横向刚度测试工作。

进一步地，第二施力件作用于轨道的轨底220，具体为：

第二施力件包括两个相对设置施力台422，铁垫板310远离第一施力件411的端部置于两个施力台422之间，轨道长度方向上的两个端部的轨底220分别抵接在两个施力台422上；

轨道组件中的轨道的两端延伸至铁垫板310外，延伸至铁垫板310外的轨道的端部均通过轨底220搭在施力台422上，能够保证第一施力件411对铁垫板310施压时，轨道的两端能够保持平衡；同时，由于轨道的两端延伸至铁垫板310外，使用施力台422托住轨底220的端部，铁垫板310不会触碰到施力台422，从而，可以避免施力台422因摩擦等原因对铁垫板310的下移造成阻碍，而影响轨道扣件系统横向刚度的测量结果。

进一步地，两个施力台422之间设有导向槽，铁垫板310远离第一施力件411的端部滑动配合于导向槽中，且铁垫板310与导向槽的槽底保持距离；

具体地，如图5所示，底座421上相对设置有第三夹持件423和第四夹持件424，第三夹持件423和第四夹持件424共同形成导向槽，在图3中，铁垫板310的下端部滑动配合于第三夹持件423和第四夹持件424之间的导向槽中，以避免铁垫板310受压时下端发生倾斜甚至倾倒，从而，有利于获得较为准确的轨道扣件系统横向刚度测试结果；

铁垫板310与导向槽的槽底保持距离，以防止铁垫板310与导向槽的底部接触，导向槽的底部给铁垫板310反作用力，而导致轨底220受到的第二施力件的反作用力减小，最终无法获得精确的轨道扣件系统横向刚度。

进一步地，使第一施力件411和第二施力件共同将轨道夹紧包括：

第一施力件411向靠近第二施力件的方向对铁垫板310施力，和/或，第二施力件向靠近第一施力件411的方向对轨道的轨底220施力；

具体地，使第一施力件411和第二施力件共同将轨道夹紧，包括以下三种形式：第一种，第二施力件不动，第一施力件411向靠近第二施力件的方向对铁垫板310施力；第二种，第一施力件411不动，第二施力件向靠近第一施力件411的方向对轨道的轨底220施力；第三种，第一施力件411向靠近第二施力件的方向对铁垫板310施力，且同时，第二施力件向靠近第一施力件411的方向对轨道的轨底220施力。

进一步地，第一施力件411向靠近第二施力件的方向对铁垫板310施力，具体为：

采用直线驱动件驱动第一施力件411向第二施力件的方向对铁垫板310施力，上述直线驱动件可以为液压缸或气缸等；

第二施力件向第一施力件411的方向对轨道的轨底220施力，具体为：

采用直线驱动件驱动第二施力件向第一施力件411的方向对轨道的轨底220施力，上述直线驱动件可以为液压缸或气缸等。

与现有技术相比，本发明实施例提供的轨道扣件系统横向刚度测量方法具有以下优势：

本发明实施例提供的轨道扣件系统横向刚度测量方法，在使第一施力件411作用于铁垫板310远离第二施力件的一端、第二施力件作用于轨道的轨底220远离第一施力件411的一端，由于轨底220距离铁垫板310的距离相当于弹性垫板320的厚度，当第二施力件对轨底220施力时，轨底220所受到的推力的力臂几乎为零，轨道不容易发生倾覆，因此，最后获得的弹性垫板320的剪切变形只受铁垫板310和轨底220对弹性垫板320剪切力的影响，所以，与现有技术中推轨头210的方法相比，本发明提供的轨道扣件系统横向刚度测量方法更加准确。

实施例二

本发明实施例提供的测量装置包括:第一施力件411、第二施力件和驱动件412，第一施力件411和第二施力件相对设置；

驱动件412用于驱动第一施力件411靠近或者远离第二施力件；

第一施力件411用于与铁垫板310远离第二施力件的一端抵接；

第二施力件包括至少两个施力台422，施力台422用于抵住轨道的端部的轨底220。

本实施例中，第一施力件411呈板状结构。

进一步地，第一施力件411朝向第二施力件端部设有夹持件，夹持件包括两个相对设置的夹板，两个夹板用于夹持铁垫板310的边缘。

如图3所示，夹持件包括第一夹持件413和第二夹持件414，第一夹持件413和第二夹持件414均呈板状结构，第一夹持件413和第二夹持件414相对设置，利用第一施力件411对铁垫板310施压时，通过第一夹持件413和第二夹持件414将铁垫板310夹住，防止铁垫板310与第一施力件411发生滑动错位，确保能够稳定进行扣件系统横向刚度测试工作。

进一步地，夹板与第一施力件411可拆卸连接；

具体地，第一夹持件413和第二夹持件414均通过螺栓与第一施力件411固定；当需要测试的轨道组件的铁垫板310的厚度发生变化时，可以选择不同厚度的第一夹持件413和第二夹持件414，例如，当铁垫板310变厚时，可以选择较薄的第一夹持件413和第二夹持件414，当铁垫板310遍薄时，可以选择较厚的第一夹持件413和第二夹持件414；以使第一夹持件413和第二夹持件414均能与铁垫板310紧密配合。

为了便于第一夹持件413和第二夹持件414之间能够配合不同厚度的铁垫板310，还可以采用以下方式：

在第一施力件411的端面沿垂直于第一夹持件413的长度方向并排设置多条腰型孔，腰型孔内滑动连接有螺栓，螺栓的螺帽位于第一施力件411背离第二施力件的侧面，螺栓贯穿第一夹持件413，使用螺母与螺栓的自由端配合，将第一夹持件413夹紧或松开；需要调节第一夹持件413和第二夹持件414之间的缝隙宽度时，只需拧松螺栓，将第一夹持件413沿腰型孔调节至合适位置，再拧紧螺母，将第一夹持件413与第一施力件411固定即可。

需要说明的是，如图4所示，本实施例中，第一夹持件413的长度大于第二夹持件414的长度，其目的在于：第二夹持件414的左侧空间需要容纳扣件340。

进一步地，两个施力台422之间设有导向组件，导向组件包括两个相对设置的导向板，两个导向板之间形成导向槽；

铁垫板310滑动配合于导向槽中。

具体地，如图5所示，底座421上相对设置有第三夹持件423和第四夹持件424，第三夹持件423和第四夹持件424共同形成导向槽，在图3中，铁垫板310的下端部滑动配合于第三夹持件423和第四夹持件424之间的导向槽中，以避免铁垫板310受压时下端发生倾斜甚至倾倒，从而，有利于获得较为准确的轨道扣件系统横向刚度测试结果。

进一步地，第三夹持件423和第四夹持件424与底座421可拆卸连接；

具体地，如图5所示，第三夹持件423和第四夹持件424均通过螺栓与底座421固定；当需要测试的轨道组件的铁垫板310的厚度发生变化时，可以选择不同厚度的第三夹持件423和第四夹持件424，例如，当铁垫板310变厚时，可以选择较薄的第三夹持件423和第四夹持件424，当铁垫板310遍薄时，可以选择较厚的第三夹持件423和第四夹持件424，以使第三夹持件423和第四夹持件424均能与铁垫板310紧密配合。

需要说明的是，如图5所示，本实施例中，第三夹持件423的长度大小于第四夹持件424的长度，其目的在于：第三夹持件423的右侧空间需要容纳扣件340。

为了便于第三夹持件423和第四夹持件424之间能够配合不同厚度的铁垫板310，还可以采用以下方式：

在底座421的端面沿垂直于第一夹持件413的长度方向并排设置多条腰型孔，腰型孔内滑动连接有螺栓，螺栓的螺帽位于底座421背离第一施力件411的侧面，螺栓贯穿第三夹持件423，使用螺母与螺栓的自由端配合，将第三夹持件423夹紧或松开；需要调节第三夹持件423和第四夹持件424之间的缝隙宽度时，只需拧松螺栓，将第三夹持件423和第四夹持件424沿腰型孔调节至合适位置，再拧紧螺母，将第三夹持件423与底座421固定即可。

与现有技术相比，本发明实施例提供的测量装置具有以下优势：

将轨道组件放置在第一施力件411和第二施力件之间，其中，铁垫板310沿第一施力件411和第二施力件之间的缝隙的宽度方向延伸，轨道的两端延伸至铁垫板310外侧；通过驱动件412驱动第一施力件411，使第一施力件411向靠近第二施力件的方向移动，进而使第一施力件411与铁垫板310远离第二施力件的一端抵接、轨底220远离第一施力件411的侧面的两端分别与施力台422(即第二施力件)抵接，操纵驱动件412以继续使第一施力件411对铁垫板310施加压力，轨底220挤压施力台422，施力台422对轨底220产生反作用力，一方面，轨底220对弹性垫板320产生剪切力，从而，弹性垫板320产生剪切变形，另一方面，轨底220向靠近第一施力件411的方向挤压轨距挡块330，轨距挡块330产生压缩变形，通过观察弹性垫板320的剪切变形和轨距挡块330的压缩变形可以推算出轨道扣件系统的横向刚度；采用上述测量装置测试轨道扣件系统的横向刚度，施力台422作用于轨底220的两端可以托住轨底220，并保持轨道的两端平衡受力，同时，由于轨底220距离铁垫板310之间仅间隔一个弹性垫板320，施力台422对轨底220的施力点至铁垫板310的距离很小，故铁垫板310所受的倾覆力矩几乎为零，轨底220不易积压弹性垫板320，所以弹性垫板320的剪切变形不受轨底220挤压的影响，最终通过弹性垫板320的剪切变形和轨距挡块330的压缩变形能够获得精确的轨道扣件系统横向刚度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。