CN109468900B - 一种钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力综合测量装置 - Google Patents
一种钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力综合测量装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及工程测量技术领域，具体涉及一种钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力综合测量装置。它包括安装于反力架上的钢轨接头构件和间隔铁、限位器，以及施力测量组件；本发明钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力综合测量装置具有结构简单、使用方便、操作容易、应用范围广等特点。所述的综合测量装置和测量辅助装置结合使用，技术效果优良。
Description
技术领域
本发明涉及工程测量技术领域，特别是涉及一种钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力综合测量装置。
背景技术
轨道上钢轨与钢轨之间用夹板和螺栓等零件连接，称为钢轨接头。因为轨缝的存在，钢轨接头是铁路薄弱环节之一。钢轨接头纵向阻力是长钢轨两端的接头夹板阻止钢轨伸缩的阻力。道岔转辙器跟端采用安装在尖轨与基本轨轨腰上的限位器或间隔铁作为传力部件。间隔铁和限位器结构可以释放部分作用于基本轨上的纵向力。钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力是控制钢轨纵向位移的重要参数。随着高速铁路不断提速，对钢轨技术性能要求也越来越高，准确测量钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力，是保持轨道几何形位、开展正常养护维修、确保行车安全的需要。
然而目前国内还没有一种可以方便、准确地测量钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力的综合测量装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力综合测量装置。
本发明的目的是通过如下途径实现的：一种钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力综合测量装置，它包括安装于反力架上的钢轨接头构件和间隔铁、限位器，以及施力测量组件；
所述反力架是在底座中部横向设有一排轴承滚轮，底座两端各有一块竖直板，底座及竖直板上分别设有用于部件固定的圆孔；
反力架上安装有两种钢轨测试形式：
一种为单一的钢轨接头构件；所述的钢轨接头构件由两节钢轨首尾连接，并通过其侧壁的夹板固定而成，钢轨接头构件的一端上下分别固定有一根长细螺纹钢筋，另一端中部固定有一根短细螺纹钢筋；钢轨接头构件放置于轴承滚轮上，钢轨接头构件上的长细螺纹钢筋穿过一端竖直板上的圆孔后通过螺母与反力板固定，短细螺纹钢筋通过螺母与另一端竖直板固定；
另一种为导轨与基本轨的组合；所述的导轨是在一节钢轨的端部上下分别固定有一根长细螺纹钢筋，导轨放置于轴承滚轮上，导轨内外侧的底座上分别安装有限位滚轮，导轨上的长细螺纹钢筋穿过一端竖直板上的圆孔后通过螺母与反力板固定；所述的基本轨通过螺栓固定于底座的圆孔上；所述的导轨与基本轨水平平行放置，二者之间安装有间隔铁或限位器；
所述施力测量组件包括两种：
第一种为测量钢轨接头构件纵向阻力的组件，它为两组分别安装于竖直板与钢轨、竖直板与反力板之间的液压千斤顶和测力传感器；
第二种为测量间隔铁纵向阻力的组件，它为两组分别安装于竖直板与导轨、竖直板与反力板之间的液压千斤顶和测力传感器；
第三种为测量限位器纵向阻力的组件，它为两组分别安装于竖直板与导轨、竖直板与反力板之间的液压千斤顶和测力传感器。
作为本方案的进一步优化，还包括用于测量钢轨相对位移的位移测量组件，具有两种测量形式：第一种是将千分表通过支架固定于钢轨接头构件其中一个钢轨上，另一个钢轨上安装有磁性表座；第二种是将千分表通过支架固定于基本轨上，导轨上磁性安装有磁性表座;
前述的千分表的测量探针沿钢轨纵向垂直顶在磁性表座侧壁上。
作为本方案的进一步优化，所述的间隔铁为整体块状，本体上穿孔，通过螺栓将其固定于导轨与基本轨之间。
作为本方案的进一步优化，所述限位器为凹型的限位器母块与凸型的限位器子块两个组件啮合构成，限位器母块与限位器子块通过螺栓分别固定于基本轨与导轨上。
作为本方案的进一步优化，所述液压千斤顶与用于驱动液压千斤顶的液压手动泵连接。
作为本方案的进一步优化，两块竖直板之间通过螺母紧固有四根粗螺纹钢筋。
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，操作方便的钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力综合测量装置，填补了目前国内还没有用于测量钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力的测量装置的空白，该装置在使用时通过施力组件对钢轨施加纵向力并测出所施纵向力的大小，再通过位移测量组件测出两钢轨相对的纵向位移量，获得不同时刻的纵向力及位移的关系，绘制荷载-位移曲线，通过数据分析得接头纵向阻力-位移关系。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细说明：
图1是本发明钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力综合测量装置中反力架的立体结构示意图。
图2-4为本发明钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力综合测量装置的立体结构示例图；
图5为本发明钢轨接头纵向阻力综合测量装置的使用状态立体结构示意图；
图6为本发明钢轨接头纵向阻力综合测量装置的使用状态俯视图；
图7为本发明间隔铁纵向阻力综合测量装置的使用状态立体结构示意图；
图8为本发明间隔铁纵向阻力综合测量装置的使用状态俯视图；
图9为本发明限位器纵向阻力综合测量装置的使用状态立体结构示意图；
图10为本发明限位器纵向阻力综合测量装置的使用状态俯视图；
图11是本发明钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力综合测量装置中钢轨接头构件的立体结构示意图；
图12是本发明钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力综合测量装置中导轨的立体结构示意图；
图13是本发明钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力综合测量装置中间隔铁的立体结构示意图；
图14是本发明钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力综合测量装置中限位器的立体结构示意图；
图例说明：
1、底座；101、底座上圆孔；201、竖直板；3、粗螺纹钢筋；4、轴承滚轮；5、钢轨接头构件；501、钢轨；503、钢轨接头夹板；504、长细螺纹钢筋；505、短细螺纹钢筋；6、间隔铁；7、限位器；701、限位器子块；702限位器母块；8、导轨；801、长细螺纹钢筋；9、基本轨；10、反力板；11、限位滚轮； 01、测力传感器；02、液压千斤顶；03、液压手动泵；04、千分表；05、支架；06、磁性表座。
实施方式
本发明一种钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力综合测量装置，它包括安装于反力架上的钢轨接头构件5和间隔铁6、限位器7，以及施力测量组件；
所述反力架是在底座1中部横向设有一排轴承滚轮4，底座1两端各有一块竖直板201，两块竖直板201之间通过螺母紧固有四根粗螺纹钢筋3。底座1及竖直板201上分别设有用于部件固定的圆孔101；
反力架上安装有两种钢轨测试形式：
一种为单一的钢轨接头构件5；所述的钢轨接头构件5由两节钢轨501首尾连接，并通过其侧壁的夹板503固定而成，钢轨接头构件5的一端上下分别固定有一根长细螺纹钢筋504，另一端中部固定有一根短细螺纹钢筋505；钢轨接头构件5放置于轴承滚轮4上，钢轨接头构件5上的长细螺纹钢筋504穿过一端竖直板201上的圆孔101后通过螺母与反力板10固定，短细螺纹钢筋505通过螺母与另一端竖直板201固定；
另一种为导轨8与基本轨9的组合；所述的导轨8是在一节钢轨501的端部上下分别固定有一根长细螺纹钢筋504，导轨8放置于轴承滚轮4上，导轨8内外侧的底座1上分别安装有限位滚轮11，导轨8上的长细螺纹钢筋504穿过一端竖直板201上的圆孔101后通过螺母与反力板10固定；所述的基本轨9通过螺栓固定于底座1的圆孔101上；所述的导轨8与基本轨9水平平行放置，二者之间安装有间隔铁6或限位器7；
所述施力测量组件包括三种：
第一种为测量钢轨接头构件5纵向阻力的组件，它为两组分别安装于竖直板201与钢轨501、竖直板201与反力板10之间的液压千斤顶02和测力传感器01；
第二种为测量间隔铁6纵向阻力的组件，它为两组分别安装于竖直板201与导轨8、竖直板201与反力板10之间的液压千斤顶02和测力传感器01；
第三种为测量限位器7纵向阻力的组件，它为两组分别安装于竖直板201与导轨8、竖直板201与反力板10之间的液压千斤顶02和测力传感器01。
本发明还包括用于测量轨缝变化量的位移测量组件，具有三种测量形式：第一种是将千分表04通过支架05固定于底座1上，钢轨接头构件5上磁性安装有磁性表座06;第二种是将千分表04通过支架05固定于钢轨接头构件5其中一个钢轨501上，另一个钢轨501上磁性安装有磁性表座06；第三种是将千分表04通过支架05固定于基本轨9上，导轨8上磁性安装有磁性表座06;
前述的千分表04的测量探针沿钢轨纵向垂直顶在磁性表座06侧壁上。
如图13所示，所述的间隔铁6为整体块状，本体上穿孔，通过螺栓将其固定于导轨8与基本轨9之间。
如图14所示，所述限位器7为凹型的限位器母块702与凸型的限位器子块701两个组件啮合构成，限位器母块702与限位器子块701通过螺栓分别固定于基本轨9与导轨8上。
所述液压千斤顶02与用于驱动液压千斤顶02的液压手动泵03连接。
如图1所示，本发明钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力综合测量装置， 所述反力架包括，所述底座1中部横向设有一排轴承滚轮4，其两端设有两块竖直板201，两竖直板之间设有4根粗螺纹钢筋3助其承受压力作用，底座1及竖直板201上分别设有用于部件固定的圆孔101。
如图2所示，本发明钢轨接头纵向阻力综合测量装置，它包括，钢轨接头构件5水平放在底座1中部的轴承滚轮4上，其细长螺纹钢筋504穿过竖直板201上的圆孔101，反力板10通过螺母固定在细长螺纹钢筋504上。钢轨接头构件5的细短螺纹钢筋505穿过另一端的竖直板201上的圆孔101，并通过螺栓使之与竖直板201固定。
如图3所示，本发明间隔铁纵向阻力综合测量装置，它包括，导轨8放置于轴承滚轮4上，导轨8内外侧的底座1上分别安装限位滚轮11，内限位滚轮紧贴导轨8的两侧，其限制导轨8只能在其纵向移动。导轨8上的长细螺纹钢筋504穿过一端竖直板201上的圆孔101后通过螺母与反力板10固定；所述的基本轨9通过螺栓固定于底座1的圆孔101上；所述的导轨8与基本轨9水平平行放置，二者之间安装间隔铁6。
如图4所示，本发明限位器纵向阻力综合测量装置，它包括，导轨8放置于轴承滚轮4上，导轨8内外侧的底座1上分别安装限位滚轮11，限位滚轮紧贴导轨8的两侧，其限制导轨8只能在其纵向移动。导轨8上的长细螺纹钢筋504穿过一端竖直板201上的圆孔101后通过螺母与反力板10固定；所述的基本轨9通过螺栓固定于底座1的圆孔101上；所述的导轨8与基本轨9水平平行放置，在基本轨9上安装限位器母块702，在导轨8上安装限位器子块701，并使限位器母子块居中。
本发明钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力综合测量装置所使用的测力传感器01为配有读数显示屏07的测力传感器，读数显示屏07与测力传感器01配套使用。液压千斤顶02配有用于驱动千斤顶的液压手动泵03。当液压千斤顶02工作对钢轨接头施加纵向水平力时，可在测力传感器01的读数仪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03并结合测力传感器01的读数显示屏07可控制液压千斤顶02的驱动力大小，进而控制对钢轨接头施加的纵向水平力的大小。
如图5和图6所示，测量钢轨接头纵向阻力时，使用本发明钢轨接头纵向阻力综合测量装置：将底座1固定在场地上，将千分表04通过支架05固定于钢轨接头一侧的钢轨501上，在钢轨接头另一侧的钢轨501上安装磁性表座06，千分表04的测量探针沿钢轨纵向垂直顶在磁性表座06侧壁上。将施力测量组件（即两组液压千斤顶02和测力传感器01）分别安装于竖直板201与钢轨501、竖直板201与反力板10之间。1）测量钢轨接头受压力时的纵向阻力：操作液压手动泵03驱动竖直板201与钢轨501之间的液压千斤顶02工作，对钢轨接头施加纵向压力，通过测力传感器01的读数显示屏可知所施加纵向压力的大小，通过千分表04的读数可知轨缝变化量。2）测量钢轨接头受拉力时的纵向阻力：卸载竖直板201与钢轨501之间的液压千斤顶02。操作液压手动泵03驱动竖直板201与反力板10之间的液压千斤顶02工作，对反力板10施加向外压力，由于短细螺纹钢筋505通过螺母固定在竖直板201上，所以反力板10处和短细螺纹钢筋505处形成一组拉力，即对钢轨接头施加纵向拉力。通过测力传感器01的读数显示屏可知所施加纵向拉力的大小，通过千分表04的读数可知轨缝变化量。通过两组施力组件交替工作，可实现对钢轨接头往复拉压的效果。
如图7和图8所示，测量间隔铁纵向阻力时，使用本发明间隔铁纵向阻力综合测量装置：将底座1固定在场地上，将千分表04通过支架05固定于基本轨9上，在导轨8上安装磁性表座06，千分表04的测量探针沿钢轨纵向垂直顶在磁性表座06侧壁上。将施力测量组件（即两组液压千斤顶02和测力传感器01）分别安装于竖直板201与钢轨501、竖直板201与反力板10之间。1）测量正向间隔铁纵向阻力：操作液压手动泵03驱动竖直板201与钢轨501之间的液压千斤顶02工作，对导轨8施加纵向压力，即对间隔铁施加正向纵向力，通过测力传感器01可知所施加正向纵向力的大小，通过千分表04的读数可知基本轨9和导轨8的相对位移量。2）测量间隔铁反向纵向阻力：卸载竖直板201与钢轨501之间的液压千斤顶02。操作液压手动泵03驱动竖直板201与反力板10之间的液压千斤顶02工作，对反力板10施加向外压力，对导轨8施加纵向拉力，即对间隔铁构件施加了反向纵向力，通过测力传感器01可知所施加反向纵向阻力的大小，通过千分表04的读数可知基本轨9和导轨8的相对位移量。通过两组施力组件交替工作，可实现对间隔铁往复施加正向反向纵向阻力的效果。
如图9和图10所示，测量限位器纵向阻力时，使用本发明限位器纵向阻力综合测量装置：将底座1固定在场地上，将千分表04通过支架05固定于基本轨9上，在导轨8上安装磁性表座06，千分表04的测量探针沿钢轨纵向垂直顶在磁性表座06侧壁上。将施力测量组件（即两组液压千斤顶02和测力传感器01）分别安装于竖直板201与钢轨501、竖直板201与反力板10之间。1）测量正向限位器纵向阻力：操作液压手动泵03驱动竖直板201与钢轨501之间的液压千斤顶02工作，对导轨8施加纵向压力，即对限位器施加正向纵向力，通过测力传感器01可知所施加正向纵向力的大小，通过千分表04的读数可知基本轨9和导轨8的相对位移量。2）测量限位器反向纵向阻力：卸载竖直板201与钢轨501之间的液压千斤顶02。操作液压手动泵03驱动竖直板201与反力板10之间的液压千斤顶02工作，对反力板10施加向外压力，对导轨8施加纵向拉力，即对限位器构件施加了反向纵向力，通过测力传感器01可知所施加反向纵向力的大小，通过千分表04的读数可知基本轨9和导轨8的相对位移量。通过两组施力组件交替工作，可实现对限位器往复施加正向反向纵向阻力的效果。
使用本发明钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力综合测量装置进行实验，记录不同时刻的纵向力数值及两钢轨相对位移值，绘制荷载-位移曲线，通过数据分析得钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力-位移关系。
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示的技术范围内，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 (4)
1.一种钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力综合测量装置，其特征在于：它包括安装于反力架上的钢轨接头构件（5）和间隔铁（6）、限位器（7），以及施力测量组件；
所述反力架是在底座（1）中部横向设有一排轴承滚轮（4），底座（1）两端各有一块竖直板（201），底座（1）及竖直板（201）上分别设有用于部件固定的圆孔（101）；
反力架上安装有两种钢轨测试形式：
一种为单一的钢轨接头构件（5）；所述的钢轨接头构件（5）由两节钢轨（501）首尾连接，并通过其侧壁的夹板（503）固定而成，钢轨接头构件（5）的一端上下分别固定有一根长细螺纹钢筋（504），另一端中部固定有一根短细螺纹钢筋（505）；钢轨接头构件（5）放置于轴承滚轮（4）上，钢轨接头构件（5）上的长细螺纹钢筋（504）穿过一端竖直板（201）上的圆孔（101）后通过螺母与反力板（10）固定，短细螺纹钢筋（505）通过螺母与另一端竖直板（201）固定；
另一种为导轨（8）与基本轨（9）的组合；所述的导轨（8）是在一节钢轨（501）的端部上下分别固定有一根长细螺纹钢筋（504），导轨（8）放置于轴承滚轮（4）上，导轨（8）内外侧的底座（1）上分别安装有限位滚轮（11），导轨（8）上的长细螺纹钢筋（504）穿过一端竖直板（201）上的圆孔（101）后通过螺母与反力板（10）固定；所述的基本轨（9）通过螺栓固定于底座（1）的圆孔（101）上；所述的导轨（8）与基本轨（9）水平平行放置，二者之间安装有间隔铁（6）或限位器（7）；
所述施力测量组件包括三种：
第一种为测量钢轨接头构件（5）纵向阻力的组件，它为两组分别安装于竖直板（201）与钢轨（501）、竖直板（201）与反力板（10）之间的液压千斤顶（02）和测力传感器（01）；
第二种为测量间隔铁（6）纵向阻力的组件，它为两组分别安装于竖直板（201）与导轨（8）、竖直板（201）与反力板（10）之间的液压千斤顶（02）和测力传感器（01）；
第三种为测量限位器（7）纵向阻力的组件，它为两组分别安装于竖直板（201）与导轨（8）、竖直板（201）与反力板（10）之间的液压千斤顶（02）和测力传感器（01）；
还包括用于测量轨缝变化量的位移测量组件，具有两种测量形式：第一种是将千分表（04）通过支架（05）固定于钢轨接头构件（5）其中一个钢轨（501）上，另一个钢轨（501）上磁性安装有磁性表座（06）；第二种是将千分表（04）通过支架（05）固定于基本轨（9）上，导轨（8）上磁性安装有磁性表座（06）;
前述的千分表（04）的测量探针沿钢轨纵向垂直顶在磁性表座（06）侧壁上；
所述的间隔铁（6）为整体块状，本体上穿孔，通过螺栓将其固定于导轨（8）与基本轨（9）之间。
2.根据权利要求1所述的一种钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力综合测量装置，其特征在于：所述限位器（7）为凹型的限位器母块（702）与凸型的限位器子块（701）两个组件啮合构成，限位器母块（702）与限位器子块（701）通过螺栓分别固定于基本轨（9）与导轨（8）上。
3.根据权利要求1所述的一种钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力综合测量装置，其特征在于：所述液压千斤顶（02）与用于驱动液压千斤顶（02）的液压手动泵（03）连接。
4.根据权利要求1所述的一种钢轨接头、间隔铁、限位器纵向阻力综合测量装置，其特征在于：两块竖直板（201）之间通过螺母紧固有四根粗螺纹钢筋（3）。
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