CN109269789A - 扣件及轨枕一体化实验加载装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程测量技术领域，具体涉及一种扣件及轨枕一体化实验加载装置。它包括用于对轨道的钢轨施加纵竖向力、对轨枕施加纵向力的施力组件以及用于测量钢轨对应方向位移的位移测量组件;本发明提供了一种结构简单，操作方便的扣件及轨枕一体化实验加载装置，填补了目前国内还没有用于测量组装静向刚度、钢轨纵向阻力、组装扣压力以及轨枕和道床界面分离力综合装置的空白。

Description

扣件及轨枕一体化实验加载装置

技术领域

本发明涉及工程测量技术领域，具体涉及一种扣件及轨枕一体化实验加载装置。

背景技术

轨道整体刚度对轨道各项动力性能及机车车辆的振动特性有着特别重大的影响,世界各国铁路尤其是高速铁路都在着力研究如何降低轨道整体刚度。这是因为轨道整体刚度决定着列车运行的安全性和舒适性,影响着轨道的平顺性和稳定性,影响着钢轨及部件的伤损和维修工作量。

钢轨扣件是阻止钢轨相对于轨枕发生纵横竖向位移的联接零件，而扣件阻力是评价钢轨扣件性能优劣的重要指标。随着高速铁路不断提速，对钢轨扣件阻力的技术性能要求也不断提高，准确测量钢轨扣件阻力，是确定钢轨扣件性能、确定轨道几何形位、开展正常养修，确保行车安全的需要。

列车在运营期间出现预制轨枕与现浇道床板接触面间出现裂缝、道床板面混凝土掉块、轨枕松动等现象以及在填充修复材料后为保证轨道结构的正常使用而检测轨枕与道床板间的界面分离力是一个重要参数。

然而，目前国内还没有一种可以方便准确测量轨道组装静刚度、钢轨纵向阻力、组装扣压力以及界面分离力的一体化装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种扣件及轨枕一体化实验加载装置。

本发明的目的是通过如下途径实现的：一种扣件及轨枕一体化实验加载装置，它包括安装于底座上的测量组装静刚度组件、测量钢轨纵向阻力组件、测量组装扣压力组件以及测量轨枕和道床界面分离力组件；

所述的测量组装静刚度组件，是在底座两侧安装有可调节反力架，可调节反力架内设有一块一定体积道床板，一定体积道床板通过夹板和夹板锚杆固定于底座上；一定体积道床板内浇筑有轨枕块，轨枕块上通过扣件系统安装有钢轨；可调节反力架与钢轨之间装设液压千斤顶和力传感器；千分表安装在钢轨轨底侧表面，安装千分表的千分表支架安装于一定体积道床板上；

所述的测量钢轨纵向阻力组件，是在钢轨端部焊接一螺纹套筒，螺纹套筒的外端连接延长螺杆，延长螺杆穿过竖直板上的长条孔后其端部安装有挡板，所述竖直板与挡板之间装设有液压千斤顶以及力传感器；千分表安装在钢轨纵向侧表面，安装千分表的千分表支架安装于一定体积道床板上；

所述的测量组装扣压力组件，是在钢轨上方嵌装有一钢轨反力架，所述钢轨反力架交错安装于可调节反力架上方，所述的钢轨反力架与可调节反力架之间装设有液压千斤顶以及力传感器;

所述的测量轨枕和道床界面分离力组件，是在轨枕块的端部安装有顶板，所述顶板与竖直板之间装设有液压千斤顶以及力传感器，顶板、液压千斤顶以及力传感器下放置垫板。

作为本方案的进一步优化，所述液压千斤顶外接用于驱动其工作的液压手动泵。

作为本方案的进一步优化，所述力传感器外接读数仪。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明提供了一种结构简单，操作方便的扣件及轨枕一体化实验加载装置，填补了目前国内还没有用于测量组装静刚度、钢轨纵向阻力、组装扣压力以及轨枕和道床界面分离力综合装置的空白，该装置在使用时，通过施力组件分别对轨道的钢轨施加纵竖向力并测出施加力的大小，再通过位移测量组件测出钢轨产生的纵竖向位移，进而绘图分析可得组装静刚度以及钢轨纵向阻力；通过施力组件对钢轨施加竖向力并测出施加力的大小，进而分析可得组装扣压力；通过施力组件对轨道的轨枕块施加纵向力并测出施加力的大小，进而分析可得轨枕和道床结合面分离力。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明：

图1为本发明的立体结构基础示意图；

图2为本发明钢轨、扣件系统、轨枕块及一定体积道床板部件示意图；

图3为本发明中测量组装静刚度组件的结构示意图；

图4为本发明中测量钢轨纵向阻力组件的结构示意图；

图5为本发明中测量组装扣压力组件的结构示意图；

图6为本发明中测量轨枕和道床界面分离力组件的结构示意图；

图7为本发明中千分表的立体结构示意图；

图中：

1、底座；2、钢轨；3、扣件系统；4、轨枕块；5、一定体积道床板；6、夹板；7、夹板锚杆；8、可调节反力架；9、反力架锚杆；10、钢轨反力架；11、挡板；12、顶板；13、垫板；14、螺纹套筒；15、延长螺杆；16、竖直板；17、长条孔；18、千分表支架；19、液压千斤顶；20、力传感器；21、液压手动泵；22、读数仪；23、千分表；24、读数显示屏；25、测量杆；26、测量探针。

具体实施方式

如图1至图7所示，本发明扣件及轨枕一体化实验加载装置，它包括用于对轨道的钢轨施加纵竖向力、对轨枕施加纵向力的施力组件以及用于测量钢轨对应方向位移的位移测量组件;

所述施力组件包括安装于底座上的测量组装静刚度组件、测量钢轨纵向阻力组件、测量组装扣压力组件以及测量轨枕和道床界面分离力组件；

所述的测量组装静刚度组件，是在底座1上通过反力架锚杆9安装有一可调节反力架8，一定体积道床板5通过夹板6和夹板锚杆7固定在底座1上。一定体积道床板5内浇筑有轨枕块4，轨枕块4上安装有扣件系统3，钢轨2通过扣件系统3固定，可调节反力架8与钢轨2之间装设液压千斤顶19和力传感器20。使用时,将底座1安装固定，液压千斤顶19和力传感器20放置于可调节反力架8和钢轨2之间，千分表23安装在竖向方向的钢轨2轨底表面上，并将安装千分表23的千分表支架18吸在轨枕块4上。力传感器20为具有读数仪22的力传感器，读数仪22与力传感器20配套使用，当液压千斤顶19工作对可调节反力架8施加竖向力时，可在力传感器20的读数仪22上直接读出该竖向力的大小，其读数方便，精度高。通过操作液压手动泵21并结合力传感器20的读数仪22可控制液压千斤顶19的驱动力大小，进而控制对钢轨施加的竖向力的大小，钢轨承受的竖向力大小等于液压千斤顶19对可调节反力架8施加的竖向力大小。工作时对钢轨施加从零开始逐渐增大的竖向力，并测出钢轨承受不同大小的竖向力时，其竖向位移大小，而钢轨竖向位移的大小则可通过千分表23测量得到，并在千分表23的读数显示屏24上显示。当操作液压手动泵21时分别记录加载过程中两个荷载特定值，同时记录此时读数仪22上的力及千分表23上显示的位移，然后通过竖向刚度计算公式可得竖向刚度。

所述的测量钢轨纵向阻力组件，是一定体积道床板5通过夹板6和夹板锚杆7固定在底座1上，一定体积道床板5内浇筑有轨枕块4，轨枕块4上安装有扣件系统3，钢轨2通过扣件系统3固定，钢轨2端部焊接一螺纹套筒14，螺纹套筒14连接一端延长螺杆15，延长螺杆15穿过竖直板16上长条孔17，另一端延长螺杆15装有挡板11，所述竖直板16与挡板11之间装设有液压千斤顶19以及力传感器20。使用时，将底座1固定，液压千斤顶19和力传感器20置于竖直板16和挡板11之间，通过延长螺杆15和挡板11以及竖直板16将液压千斤顶19和力传感器20加紧固定。千分表23水平安装在钢轨的端面中心位置，并将安装千分表23的千分表支架18固定在轨枕块4上。力传感器20配有读数仪22，读数仪22与力传感器20配套使用，当液压千斤顶19工作对挡板11施加纵向水平力时，可在力传感器20的读数仪22上直接读出该纵向水平力的大小，其读数方便，精确高。通过操作液压手动泵21并结合力传感器20的读数仪22可控制液压千斤顶19的驱动力大小，进而控制对钢轨2施加的纵向水平力的大小，钢轨2承受的纵向水平力大小等于液压千斤顶19对挡板11施加的纵向水平力大小。工作时对钢轨2施加从零开始逐渐增大的纵向水平力，并测出钢轨2承受不同大小的纵向水平力时，其纵向位移大小，而钢轨2纵向位移的大小则可通过千分表23测量得到，并在千分表23的读数显示屏24上显示。当操作液压手动泵21时读数仪22上示数不再变化时，可认为扣件对钢轨的约束作用趋于零，记录此段时间内纵向力及位移，然后通过绘图分析可得钢轨纵向阻力。

所述的测量组装扣压力组件，是一定体积道床板5通过夹板6和夹板锚杆7固定在底座1上，一定体积道床板5内浇筑有轨枕块4，轨枕块4上安装有扣件系统3，钢轨2通过扣件系统3固定，钢轨2上方嵌装有一钢轨反力架10，所述钢轨反力架10下方放置一横跨钢轨2的可调节反力架8，所述的钢轨反力架10与可调节反力架8之间装设有液压千斤顶19以及力传感器20。使用时将底座1固定，液压千斤顶19和力传感器20置于钢轨反力架10和可调节反力架8之间。通过液压手动泵21加压使液压千斤顶19与钢轨反力架10紧贴。力传感器20具有读数仪22，读数仪22与力传感器20配套使用，当液压千斤顶19工作对钢轨反力架10施加竖向力时，可在力传感器20的读数仪22上直接读出该竖向力的大小，其读数方便，精度高。通过操作液压手动泵21并结合力传感器20的读数仪22可控制液压千斤顶19的驱动力大小，进而控制对钢轨2施加的竖向力的大小，钢轨2承受的竖向力大小等于液压千斤顶19对钢轨反力架10施加的竖向力大小。工作时通过操作液压手动泵21对钢轨2施加向上的竖向力，使得在钢轨2轨底四角刚好塞入钢垫片，卸载归零，然后通过操作液压手动泵21以相同加载速率加载直到钢垫片刚好被取出，记下此时读数仪22对应的读数即为扣件组装扣压力。

所述的测量轨枕和道床界面分离力组件，是一定体积道床板5通过夹板6和夹板锚杆7固定在底座1上，一定体积道床板5内浇筑有轨枕块4，轨枕块4上安装有扣件系统3，钢轨2通过扣件系统3固定，顶板12靠轨枕块4侧面，所述顶板12与竖直板16之间装设有液压千斤顶19以及力传感器20，顶板12、液压千斤顶19以及力传感器20下放置垫板13。使用时将底座1固定，液压千斤顶19和力传感器20以及顶板12放置于垫板13上，顶板12一端面与轨枕块4紧贴，液压千斤顶19和力传感器20放置于竖直板16与顶板12另一端面间。通过液压手动泵21加压使液压千斤顶19与竖直板16紧贴。力传感器20具有读数仪22，读数仪22与力传感器20配套使用，当液压千斤顶工作对竖直板16施加纵向力时，可在力传感器20的读数仪上12直接读出该纵向力的大小，其读数方便，精度高。通过操作液压手动泵21并结合力传感器20的读数仪22可控制液压千斤顶19的驱动力大小，进而控制对轨枕块4施加的纵向力的大小，轨枕块4承受的纵向力大小等于液压千斤顶19对竖直板16施加的纵向力大小。工作时通过操作液压手动泵21对轨枕块4施加纵向力，通过读数仪22观测在某一力值处轨枕块4和一定体积道床板5之间结合面破裂情况。

所述扣件及轨枕一体化实验加载装置，其特征在于：所述伸缩驱动件包括液压千斤顶19以及用于驱动所述液压千斤顶19的液压手动泵21，在测量组装静刚度组件中，所述液压千斤顶19的一端与可调节反力架8相抵，另一端通过力传感器20与钢轨2相抵；在测量钢轨纵向阻力组件中，所述液压千斤顶19的一端与挡板11相抵，另一端通过力传感器20与竖直板16相抵。在测量组装扣压力组件中，所述液压千斤顶19的一端与钢轨反力架10相抵，另一端通过力传感器20与可调节反力架8相抵；在测量轨枕和道床界面分离力组件中，所述液压千斤顶19的一端与竖直板16相抵，另一端通过力传感器20与顶板12一端相抵，顶板12另一端与轨枕块4相抵。

所述扣件及轨枕一体化实验加载装置，其特征在于：所述位移测量组件为千分表23，所述千分表23包括读数显示屏24，测量杆25和测量探针26。

所述扣件及轨枕一体化实验加载装置，其特征在于：所述可调节反力架8可依据一定体积道床板5调节可调节反力架的高度和宽度。

所述扣件及轨枕一体化实验加载装置，其特征在于：所述可调节反力架8由反力架锚杆9固定于底座1上；一定体积道床板5由夹板6及夹板锚杆7固定于底座1上。

所述扣件及轨枕一体化实验加载装置，其特征在于：所述力传感器20配有读数仪22。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种扣件及轨枕一体化实验加载装置，其特征在于：它包括安装于底座（1）上的测量组装静刚度组件、测量钢轨纵向阻力组件、测量组装扣压力组件以及测量轨枕和道床界面分离力组件；

所述的测量组装静刚度组件，是在底座（1）两侧安装有可调节反力架（8），可调节反力架（8）内设有一块一定体积道床板（5），一定体积道床板（5）通过夹板（6）和夹板锚杆（7）固定于底座（1）上；一定体积道床板（5）内浇筑有轨枕块（4），轨枕块（4）上通过扣件系统（3）安装有钢轨（2）；可调节反力架（8）与钢轨（2）之间装设液压千斤顶（19）和力传感器（20）；千分表（23）安装在钢轨（2）轨底侧表面，安装千分表（23）的千分表支架（18）安装于一定体积道床板（5）上；

所述的测量钢轨纵向阻力组件，是在钢轨（2）端部焊接一螺纹套筒（14），螺纹套筒（14）的外端连接延长螺杆（15），延长螺杆（15）穿过竖直板（16）上的长条孔（17）后其端部安装有挡板（11），所述竖直板（16）与挡板（11）之间装设有液压千斤顶（19）以及力传感器（20）；千分表（23）安装在钢轨（2）纵向侧表面，安装千分表（23）的千分表支架（18）安装于一定体积道床板（5）上；

所述的测量组装扣压力组件，是在钢轨（2）上方嵌装有一钢轨反力架（10），所述钢轨反力架（10）交错安装于可调节反力架（8）上方，所述的钢轨反力架（10）与可调节反力架（8）之间装设有液压千斤顶（19）以及力传感器（20）;

所述的测量轨枕和道床界面分离力组件，是在轨枕块（4）的端部安装有顶板（12），所述顶板（12）与竖直板（16）之间装设有液压千斤顶（19）以及力传感器（20），顶板（12）、液压千斤顶（19）以及力传感器（20）下放置垫板（13）。

2.根据权利要求1所述的扣件及轨枕一体化实验加载装置，其特征在于：所述液压千斤顶（19）外接用于驱动其工作的液压手动泵（21）。

3.根据权利要求1所述的扣件及轨枕一体化实验加载装置，其特征在于：所述力传感器（20）外接读数仪（22）。