CN110686983A - 一种无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验方法及工装 - Google Patents

一种无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验方法及工装 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验方法及工装，其中：工装包括支撑平台、凹型垫板、圆轴、试验机；两个凹型垫板的底部固定在支撑平台上，顶面为凹型；两个圆轴分别放置在两个凹型垫板的凹型顶面中；无砟轨道的钢管混凝土轨枕的轨枕块的底部支撑在圆轴的上方；试验机的加载头位于钢管混凝土轨枕的混凝土钢管的上方，用于垂直加载混凝土钢管。本发明可以用来检测轨枕的抗弯力学性能，确定检测的关键参数，可有效评价钢管混凝土轨枕是否满足力学要求，产品是否合格，可用以指导轨枕的生产制造以及验证。

Description

一种无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验方法及工装
技术领域
本发明属于无砟轨道部件的试验检测领域，具体涉及一种无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验方法及工装。
背景技术
在铁路无砟轨道系统中，有一种预制的轨枕，轨枕安装在道床中或者采用混凝土与道床浇筑为一体，用来安装扣件，进一步固定上方的钢轨，并需要与道床保持良好的连接性能。
钢管混凝土轨枕是一种新的轨枕，其力学性能的检测需制定新的方式方法，从而判断轨枕产品的力学性能，制定检测规程，指导轨枕的生产制造以及验收。
针对钢管混凝土轨枕，目前现有技术尚无对其抗弯性能进行测试试验的方式方法。
发明内容
针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本发明提供了一种无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验工装及试验方法，可以用来检测轨枕的抗弯力学性能，确定检测的关键参数，可有效评价钢管混凝土轨枕是否满足力学要求，产品是否合格，可用以指导轨枕的生产制造以及验证。可应用于市域、城际、地铁项目以及高速铁路项目。可形成产品推广，会带来较大的增值服务收益与经济效益。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验工装，其中：包括支撑平台、凹型垫板、圆轴、试验机；
两个所述凹型垫板的底部固定在所述支撑平台上，顶面为凹型；
两个所述圆轴分别放置在两个所述凹型垫板的凹型顶面中；
无砟轨道的钢管混凝土轨枕的轨枕块的底部支撑在所述圆轴的上方；
所述试验机的加载头位于钢管混凝土轨枕的混凝土钢管的上方，用于垂直加载所述混凝土钢管。
优选地，所述支撑平台包括支撑平台台面和支撑平台台脚；所述支撑平台台脚设置在所述支撑平台台面的下方，所述凹型垫板固定在所述支撑平台台面的上方。
优选地，所述凹型垫板包括底板、立柱；所述底板与所述支撑平台台面连接固定，所述立柱固定于所述底板上，所述立柱的顶面为内凹弧形，所述圆轴放置在所述立柱的内凹弧形中。
优选地，所述凹型垫板的底板上、所述立柱两侧开有连接孔，供连接件固定底板和支撑平台台脚。
优选地，所述圆轴支撑在所述轨枕块的纵向中部，轨枕块的纵向即沿所述混凝土钢管延伸方向。
优选地，所述轨枕块底面和/或横向侧面设置有对中标记，用于与所述圆轴的快速对位。
优选地，所述加载头垂直加载于所述混凝土钢管外漏部分的中间位置。
优选地，所述混凝土钢管外漏部分中间位置的顶部和/或横向侧圆周设置有对准标记，用于所述加载头的快速对位。
优选地，所述加载头下部设有加载轴，该加载轴横跨多个所述混凝土钢管，对多个混凝土钢管同步加载。
优选地，所述抗弯试验工装还包括测量装置，用于测量所述加载头不同载荷作用下所述混凝土钢管被加载点处的曲位移值。
为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，还提供了一种无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验方法，采用如前所述的无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验工装，该抗弯试验方法包括如下步骤：
S1、准备一组数个预制好的待试验的钢管混凝土轨枕；
S2、测量轨枕块的纵向长度，并以1/2长度找到轨枕块的对称轴位置，以此作为轨枕块底部支撑位置，并在轨枕块11底面和/或横向侧面设置有对中标记；
测量两预埋混凝土钢管外漏部分的长度，以1/2长度确定两端混凝土轨枕块预混凝土钢管对称轴位置，以此作为加载头的加载位置，并在混凝土钢管外漏部分中间位置的顶部和/或横向侧圆周设置有对准标记；
S3、将钢管混凝土轨枕架在支撑平台上凹型垫板的圆轴上，并使得圆轴与轨枕块底面和/或横向侧面的对中标记对齐；
将加载头对齐混凝土钢管外漏部分中间位置的顶部和/或横向侧圆周的对准标记；
S4、启动试验机，使得加载头同时接触两个混凝土钢管而不施加压力；
S5、按照预定的加载速度，启动试验机使得加载头垂直加载混凝土钢管，并记录钢管中部在加载下的荷载-挠曲位移值，直至钢管发生明显屈服变形；
S6、试验结果取一组所有试件的算术平均值。
上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明的无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验工装及试验方法，可以用来检测轨枕的抗弯力学性能，确定检测的关键参数，可有效评价钢管混凝土轨枕是否满足力学要求，产品是否合格，可用以指导轨枕的生产制造以及验证。可应用于市域、城际、地铁项目以及高速铁路项目。可形成产品推广，会带来较大的增值服务收益与经济效益。
附图说明
图1是本发明实施例的无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验工装的总体示意图；
图2是本发明实施例的无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验工装的凹型垫板示意图；
图3是本发明实施例的无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验工装的支撑平台俯视示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。
作为本发明的一种较佳实施方式，如图1-3所示，本发明提供一种无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验工装，其中：包括支撑平台2、凹型垫板3、圆轴4、试验机。
两个所述凹型垫板3的底部固定在所述支撑平台2上，顶面为凹型；两个所述圆轴4分别放置在两个所述凹型垫板3的凹型顶面中；无砟轨道的钢管混凝土轨枕1的轨枕块11的底部支撑在所述圆轴4的上方；所述试验机的加载头5位于钢管混凝土轨枕1的混凝土钢管12的上方，用于垂直加载所述混凝土钢管12。
如图1和图3所示，所述支撑平台2包括支撑平台台面21和支撑平台台脚22；所述支撑平台台脚22设置在所述支撑平台台面21的下方，所述凹型垫板3固定在所述支撑平台台面21的上方。支撑平台台面21长2500mm，台面宽500mm，采用30-50mm厚钢板制作台面。支撑平台台腿22采用工字型钢或圆柱型钢制作，高度与选取的试验机匹配，在台面端部分别设置2支撑台腿与台面焊接或者采用螺栓连接在一起。
如图2所示，所述凹型垫板3包括底板31、立柱32；所述底板31与所述支撑平台台面21连接固定，所述立柱32固定于所述底板31上，所述立柱32的顶面为内凹弧形，设计为与圆轴外径尺寸相同，所述圆轴4放置在所述立柱32的内凹弧形中。优选地，所述凹型垫板3的底板31上、所述立柱32两侧开有螺栓孔，供螺栓固定底板31和支撑平台台脚22。
如图1所示，所述圆轴4采用外径50mm的支撑钢质圆轴，支撑在所述轨枕块11的纵向中部，轨枕块11的纵向即沿所述混凝土钢管12延伸方向。优选地，所述轨枕块11底面和/或横向侧面设置有对中标记，用于与所述圆轴4的快速对位。
如图1所示，所述加载头5垂直加载于所述混凝土钢管12外漏部分的中间位置。优选地，所述混凝土钢管12外漏部分中间位置的顶部和/或横向侧圆周设置有对准标记，用于所述加载头的快速对位。优选地，所述加载头5下部设有加载轴51，该加载轴51横跨多个所述混凝土钢管12，对多个混凝土钢管12同步加载。
优选地，所述抗弯试验工装还包括测量装置，用于测量所述加载头5不同载荷作用下所述混凝土钢管12被加载点处的曲位移值。
本发明的钢管混凝土轨枕的抗弯试验方法，包括如下步骤：
S1、准备一组数个预制好的待试验的钢管混凝土轨枕1。
S2、测量轨枕块11的纵向长度，并以1/2长度找到轨枕块11的对称轴位置，以此作为轨枕块底部支撑位置，并在轨枕块11底面和/或横向侧面设置有对中标记；
测量两预埋混凝土钢管12外漏部分的长度，以1/2长度确定两端混凝土轨枕块预混凝土钢管对称轴位置，以此作为加载头5的加载位置，并在混凝土钢管12外漏部分中间位置的顶部和/或横向侧圆周设置有对准标记。
S3、将钢管混凝土轨枕架在支撑平台2上凹型垫板3的圆轴4上，并使得圆轴4与轨枕块11底面和/或横向侧面的对中标记对齐；
将加载头5的加载轴51对齐混凝土钢管12外漏部分中间位置的顶部和/或横向侧圆周的对准标记。
S4、启动试验机，使得加载头5的加载轴51同时接触两个混凝土钢管12而不施加压力。
S5、按照不大于2mm/s的加载速度，启动试验机使得加载头5垂直加载混凝土钢管12，并记录钢管中部在加载下的荷载-挠曲位移值，直至钢管发生明显屈服变形。
S6、试验结果取一组所有试件的算术平均值。
本发明的无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验工装及试验方法，可以用来检测轨枕的抗弯力学性能，确定检测的关键参数，可有效评价钢管混凝土轨枕是否满足力学要求，产品是否合格，可用以指导轨枕的生产制造以及验证。可应用于市域、城际、地铁项目以及高速铁路项目。可形成产品推广，会带来较大的增值服务收益与经济效益。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验工装，其特征在于：包括支撑平台(2)、凹型垫板(3)、圆轴(4)、试验机；
两个所述凹型垫板(3)的底部固定在所述支撑平台(2)上，顶面为凹型；
两个所述圆轴(4)分别放置在两个所述凹型垫板(3)的凹型顶面中；
无砟轨道的钢管混凝土轨枕(1)的轨枕块(11)的底部支撑在所述圆轴(4)的上方；
所述试验机的加载头(5)位于钢管混凝土轨枕(1)的混凝土钢管(12)的上方，用于垂直加载所述混凝土钢管(12)。
2.如权利要求1所述的无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验工装，其特征在于：
所述支撑平台(2)包括支撑平台台面(21)和支撑平台台脚(22)；所述支撑平台台脚(22)设置在所述支撑平台台面(21)的下方，所述凹型垫板(3)固定在所述支撑平台台面(21)的上方。
3.如权利要求2所述的无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验工装，其特征在于：
所述凹型垫板(3)包括底板(31)、立柱(32)；所述底板(31)与所述支撑平台台面(21)连接固定，所述立柱(32)固定于所述底板(31)上，所述立柱(32)的顶面为内凹弧形，所述圆轴(4)放置在所述立柱(32)的内凹弧形中。
4.如权利要求3所述的无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验工装，其特征在于：
所述凹型垫板(3)的底板(31)上、所述立柱(32)两侧开有连接孔，供连接件固定底板(31)和支撑平台台脚(22)。
5.如权利要求1所述的无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验工装，其特征在于：
所述圆轴(4)支撑在所述轨枕块(11)的纵向中部，轨枕块(11)的纵向即沿所述混凝土钢管(12)延伸方向。
6.如权利要求5所述的无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验工装，其特征在于：
所述轨枕块(11)底面和/或横向侧面设置有对中标记，用于与所述圆轴(4)的快速对位。
7.如权利要求1所述的无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验工装，其特征在于：
所述加载头(5)垂直加载于所述混凝土钢管(12)外漏部分的中间位置。
8.如权利要求7所述的无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验工装，其特征在于：
所述混凝土钢管(12)外漏部分中间位置的顶部和/或横向侧圆周设置有对准标记，用于所述加载头的快速对位。
9.如权利要求1所述的无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验工装，其特征在于：
所述加载头(5)下部设有加载轴(51)，该加载轴(51)横跨多个所述混凝土钢管(12)，对多个混凝土钢管(12)同步加载。
10.一种无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验方法，其特征在于：采用如权利要求1-9任一项所述的无砟轨道钢管混凝土轨枕的抗弯试验工装，该抗弯试验方法包括如下步骤：
S1、准备一组数个预制好的待试验的钢管混凝土轨枕(1)；
S2、测量轨枕块(11)的纵向长度，并以1/2长度找到轨枕块(11)的对称轴位置，以此作为轨枕块底部支撑位置，并在轨枕块11底面和/或横向侧面设置有对中标记；
测量两预埋混凝土钢管(12)外漏部分的长度，以1/2长度确定两端混凝土轨枕块预混凝土钢管对称轴位置，以此作为加载头(5)的加载位置，并在混凝土钢管(12)外漏部分中间位置的顶部和/或横向侧圆周设置有对准标记；
S3、将钢管混凝土轨枕架在支撑平台(2)上凹型垫板(3)的圆轴(4)上，并使得圆轴(4)与轨枕块(11)底面和/或横向侧面的对中标记对齐；
将加载头(5)对齐混凝土钢管(12)外漏部分中间位置的顶部和/或横向侧圆周的对准标记；
S4、启动试验机，使得加载头(5)同时接触两个混凝土钢管(12)而不施加压力；
S5、按照预定的加载速度，启动试验机使得加载头(5)垂直加载混凝土钢管(12)，并记录钢管中部在加载下的荷载-挠曲位移值，直至钢管发生明显屈服变形；
S6、试验结果取一组所有试件的算术平均值。
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