CN212779832U - 道床支承刚度测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种道床支承刚度测试系统，包括：加载子系统和两个位移测试子系统，加载子系统用于对道床加载力，两个位移测试子系统对称的放置于钢轨两侧，用于对道床进行位移测试；位移测试子系统包括：位移传感器，磁力底座，主支撑杆、两个辅支撑杆、两个垂向支撑杆以及两个支撑底座，主支撑杆的中间位置固定安装有钢板；位移传感器安装于磁力底座上，并吸附于钢板上，主支撑杆两端分别横向连接两个辅支撑杆，两个辅支撑杆的两端分别与两个垂向支撑杆进行垂直方向的连接，两个垂向支撑杆分别连接两个支撑底座，通过两个支撑底座将位移测试子系统固定于地面上。本系统在加载压力时枕下道床扰动不会影响位移测试结果的准确性，测试精度高。

Description

道床支承刚度测试系统

技术领域

本实用新型涉及铁道工程设备领域技术领域，尤其涉及一种道床支承刚度测试系统。

背景技术

现有技术中，对于有砟轨道结构来说，道床支承刚度是有砟轨道道床设计的重要参数之一，一旦轨枕支承刚度发生大的变化将严重影响整个轨道结构的力学性能。

传统的轨枕支承刚度测试系统中加载系统和位移测试系统分别在两个相邻的轨枕上安装仪器进行测试。然而，传统测试系统存在以下缺点：(1)在对测试轨枕加载垂向压力时会造成相邻轨枕发生空间转动进而导致位移测试结果不准确，最终导致枕下道床支承刚度测试结果失准。(2)测试系统不能实现对测试轨枕表面任意位置的准确测试。

因此，亟需一种可以精准测试、安装方便以及测试位置灵活的免扰动的道床支承刚度测试系统。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供了一种道床支承刚度测试系统，以解决现有技术中的缺陷。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。

本实用新型提供了如下方案：

一种道床支承刚度测试系统，包括：加载子系统和两个位移测试子系统，所述的加载子系统用于对道床加载力，所述的两个位移测试子系统对称的放置于钢轨两侧，用于对道床进行位移测试；

所述的位移测试子系统包括：位移传感器，磁力底座，主支撑杆、两个辅支撑杆、两个垂向支撑杆以及两个支撑底座，所述主支撑杆的中间位置固定安装有钢板；

使用时，所述位移传感器安装于所述磁力底座上，并吸附于所述钢板上，主支撑杆两端分别横向连接所述的两个辅支撑杆，两个辅支撑杆的两端分别与两个垂向支撑杆进行垂直方向的连接，两个垂向支撑杆分别连接两个支撑底座，通过两个支撑底座将位移测试子系统固定于地面上。

优选地，加载子系统包括：门型底座、门型支架、1个千斤顶和1个压力传感器；

所述门型底座包括支撑结构和第一顶盖；

所述的门型支架包括两组支撑腿和一个第二顶盖；

安装时，所述的门型底座的支撑结构对称地置于钢轨的两侧，且支撑结构垂直于轨枕上，所述门型支架的每组支撑腿的底端分别固定于钢轨轨头下部的两侧，所述的门型底座位于所述门型支架的两组支撑腿的内部，所述千斤顶的底端置于门型底座的第一顶盖上，所述的压力传感器放置于所述千斤顶的顶部，另一端与所述门型支架内部的顶端接触，用于测试千斤顶施加的压力。

优选地，加载子系统包括：门型底座、门型支架、1个千斤顶和1个压力传感器；

所述门型底座包括支撑结构和第一顶盖，所述第一顶盖上对称的设置有2组通孔，用于安装所述门型支架；

所述的门型支架包括两组支撑腿和一个第二顶盖；

安装时，所述的门型底座的第一顶盖的两组通孔分别以钢轨为中心对称地置于钢轨的两侧，且支撑结构垂直于轨枕上，所述门型支架的两组支撑腿对应地穿过所述门型底座的第一顶盖上的通孔，且不与所述第一顶盖接触，每组支撑腿的底端分别固定于钢轨轨头下部的两侧，所述的千斤顶的底端置于门型底座的第一顶盖上，并位于第一顶盖与门型支架之间，所述的压力传感器放置于所述千斤顶的顶部，另一端与所述门型支架内部的顶端接触，用于测试千斤顶施加的压力。

优选地，支撑结构为两个安装于所述第一顶盖两边的两个支撑板。

优选地，支撑结构为4个安装于所述第一顶盖4个角的4个支撑腿。

优选地，千斤顶为螺旋式机械千斤顶，用于实现压力逐级平稳加载。

优选地，两个辅支撑杆与两个垂向支撑杆通过螺母连接，以调整横向支撑体系沿纵向可调节。

优选地，两个垂向支撑杆分别与两个支撑底座通过螺母连接，以调整垂向支撑体系沿垂向高度可伸缩。

优选地，2个支撑底座上分别设置有三个水平调节螺母，用于调节底座的水平位置。

优选地，主支撑杆、2个辅支撑杆、2个垂向支撑杆均为空心杆件。由上述本实用新型的实施例提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例通过利用加载子系统和位移测试子系统可以分别对道床支承刚度中的力和位移进行准确测试，尤其在加载力的过程中，道床扰动对位移测试子系统的稳定性没有任何影响，从而保证所测试的枕下道床支承刚度的准确性；整个道床支承刚度测试系统的试验设备安装简便，均为可拆卸，易安装，方便运输，并且可以实现对一定范围内的枕下道床支承刚度进行连续作业，适用于各种形状轨枕枕下道床支承刚度的测试。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1为本实施例的位移测试子系统结构示意图；

图2为本实施例的加载子系统结构主视图；

图3为本实施例的加载子系统结构侧视图；

图4为本实施例的门型底座的主视图；

图5为本实施例的门型底座的侧视图；

图6为本实施例的门型底座的俯视图；

图7为本实施例的门型支架的立体结构图；

附图标记说明：

1-钢轨，2-轨枕，3-门型底座，4-门型支架，5-千斤顶，6-压力传感器，7-位移传感器，8-支撑底座，9-垂向支撑杆，10-辅支撑杆，11-主支撑杆，12-钢板，13-磁力底座，14-轨枕、15-轨枕、16-轨枕、17-轨枕18-第一顶盖19-第二顶盖。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本实用新型实施例的限定。

本实用新型实施例提供了一种道床支承刚度测试系统，包括：加载子系统和两个位移测试子系统，加载子系统用于对道床加载力，两个位移测试子系统对称的放置于钢轨两侧，用于对道床进行位移测试。

图1为本实施例的位移测试子系统结构示意图，参照图1，该位移测试子系统包括：位移传感器7，磁力底座13，主支撑杆11、2个辅支撑杆10、2个垂向支撑杆9以及2个支撑底座8，主支撑杆11的中间位置固定安装有钢板12。

图2和图3分别为本实施例的加载子系统结构主视图和加载子系统结构侧视图，参照图1加载子系统包括：门型底座3、门型支架4、1个千斤顶5和1个压力传感器6。

门型底座3包括支撑结构和第一顶盖18，图7为本实施例的门型支架的立体结构图，参照图7，门型支架4包括两组支撑腿(每组两个)和一个第二顶盖19。

使用时，位移传感器7安装于磁力底座上13，并吸附于钢板上8，主支撑杆11两端分别横向连接两个辅支撑杆10，2个辅支撑杆10的两端分别与2个垂向支撑杆9进行垂直方向的连接，2个垂向支撑杆9分别连接2个支撑底座8，通过2个支撑底座8将位移测试子系统固定于地面上。

门型底座3的支撑结构对称地置于钢轨的两侧，且支撑结构垂直于轨枕上，门型支架4的每组支撑腿的底端分别固定于钢轨轨头下部的两侧，门型底座3位于门型支架4的两组支撑腿的内部，千斤顶5的底端置于门型底座3的第一顶盖18上(位于第一顶盖18和门型支架4之间)，压力传感器6放置于千斤顶5的顶部，另一端与门型支架4内部的顶端接触，用于测试千斤顶5施加的压力。

图4、图5和图6分别为本实施例的门型底座的主视图、侧视图和俯视图视图，参照图4、图5和图6，可以看出支撑结构为两个安装于第一顶盖18两边的两个支撑板。(示意性地，支撑结构还可以为4个支撑腿)本实施例中采用3块等厚度的长方形钢板焊接而成，在门型底座的顶端内侧拐角位置分别焊接1块加强钢板，使得在拐角位置形成一个三角稳定结构。

本实施例中勾在钢轨轨头的门型支架4主要是由5块长方形钢板焊接而成，在其中较短、较厚钢板四个角的位置分别焊接1块长条形的钢板。在顶端钢板和长条形钢轨拐角内侧分别焊接1块钢板起到加固作用。在四个长条形钢板底端进行钻孔处理，预留螺栓孔位置。同时切割一块长方形的钢板，大小可以卡在钢轨轨头下部，钢板进行钻孔处理，螺栓孔大小与支架底端钢板螺孔大小相同，利用螺栓将钢板与支架连接成一个整体，保证加载时，钢板能够勾到钢轨轨头底端位置，起到传力作用。

使用时，位移传感器7安装于磁力底座上13，并吸附于钢板上8，主支撑杆11两端分别横向连接两个辅支撑杆10，2个辅支撑杆10的两端分别与2个垂向支撑杆9进行垂直方向的连接，2个垂向支撑杆9分别连接2个支撑底座8，通过2个支撑底座8将位移测试子系统固定于地面上。

其中，千斤顶5为螺旋式机械千斤顶，用于实现压力逐级平稳加载；2个辅支撑杆10与2个垂向支撑杆9通过螺母连接，以调整横向支撑体系沿纵向可调节，2个垂向支撑杆9分别与2个支撑底座8通过螺母连接，以调整垂向支撑体系沿垂向高度可伸缩；2个支撑底座8上分别设置有三个水平调节螺母，用于调节底座的水平位置；主支撑杆11、2个辅支撑杆10、2个垂向支撑杆9均为空心杆件。

具体地实现方式包括：

支撑底座8主要采用圆形钢板制作而成，在圆形钢板上等间距的布置3个螺栓，通过3个螺栓的调节可以实现整个测试系统在任意平面内达到平稳、垂直的目的。在圆形支撑底座8正中心位置焊接一根空心圆形钢管，靠近钢管的上方位置进行钻孔，预留2个螺丝孔，设置2根圆形钢管，此圆形钢管的直径要比圆形底盘上所焊接的圆形钢管的直径小，从而达到使其可以插入到其中。

圆形钢管的另一端焊接方形空心钢管,空心钢管的顶面需要进行钻孔，预留1个螺丝孔。采用3节方钢相互连接为一个整体，两侧方钢的一端为凸出实体，另一侧为空心杆件。中间方钢的两端均为空心钢管，两端位置进行钻孔，分别预留2处螺栓孔。通过将两个凸出钢管分别插入到中间方钢两端空心位置，利用顶面螺栓手动将其进行固定。将横向组成的长支撑方钢穿入到垂向的空心钢管中，再利用顶面螺母将其固定，最终组成整个位移支撑系统。

需要说明的是，磁力底座提供360°的调节，可以实现对轨枕表面任意位置的垂向位移进行测试。

本实施例采用两个门型钢铁结构来组成加力装置，其中一个门型底座骑在钢轨上，两个支撑腿分别压在钢轨轨头两侧的轨枕上；另一个门型支架底端的钢板分别勾在钢轨轨头的下部，提供利用前一个门型底座达到对轨枕传力的目的，将千斤顶放置于两个门型钢铁结构中间，利用后一个门型支架和钢轨形成一个反力加载的系统。

具体的测试步骤包括：

在测试有砟道床支承刚度之前，需要将测试轨枕与两股钢轨之间的联接扣件松开。将门型底座3垂直放置于测试轨枕2上，将门型支架4底端钢板勾在钢轨轨头位置，将支架4底端的螺丝拧紧，在门型支架4与门型底座3之间放置千斤顶5和压力传感器6，将千斤顶缓慢加载使得压力传感器6与门型支架4顶面内侧顶实。

在钢轨1左右两侧分别架设一个位移测试子系统。首先将两个支撑底座8分别放置于轨枕15和17位置处，然后将垂向支撑杆9分别插于支撑底座8中，接着将两个辅支撑杆10与主支撑杆11相连，两个辅支撑杆10的一端凸出部位分别插于主支撑杆11的两端，并且利用主支撑杆11两端的螺母手动进行拧紧加固，将加固好的整个杆件两端分别穿过垂向支撑杆9的空心部位，调整好位置，使得钢板12(位移固定装置)在测试轨枕2的正上方，然后手动拧紧垂向支撑杆9的顶端螺母，通过支撑底座8顶端的两个螺母来调整垂向支撑杆9的高度，使得两个支撑底座处的高度一致，整个横向杆件达到水平状态，最后调整底座8底端的3个垂向螺母，使得整个位移测试系统垂直于轨枕顶面，且处于平稳状态。最后将磁力底座13固定于部件钢板12上，再将位移传感器固定于磁力底座13上。

整个加载子系统和位移测试子系统安装完毕后，将压力传感器6和位移传感器7的读数归零，在测试仪器中调试整个系统使得整个测试电路处于平衡状态，接着利用千斤顶5进行逐级加载，在控制采集软件中进行记录位移和力的数据并控制现场试验的进度。

综上所述，本实施例的道床支承刚度测试系统对轨枕受到的压力及垂向位移具有较高的测试精度，在加载压力过程中枕下道床扰动不会影响到位移测试结果的准确性，测试设备易于现场安装和运输，仪器轻便，位移传感器可实现360°任意角度的调整，测试设备可安装于任何形状的轨枕顶面。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的部件可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种道床支承刚度测试系统，其特征在于，包括：加载子系统和两个位移测试子系统，所述的加载子系统用于对道床加载力，所述的两个位移测试子系统对称的放置于钢轨两侧，用于对道床进行位移测试；

所述的位移测试子系统包括：位移传感器，磁力底座，主支撑杆、两个辅支撑杆、两个垂向支撑杆以及两个支撑底座，所述主支撑杆的中间位置固定安装有钢板；

使用时，所述位移传感器安装于所述磁力底座上，并吸附于所述钢板上，主支撑杆两端分别横向连接所述的两个辅支撑杆，两个辅支撑杆的两端分别与两个垂向支撑杆进行垂直方向的连接，两个垂向支撑杆分别连接两个支撑底座，通过两个支撑底座将位移测试子系统固定于地面上。

2.根据权利要求1所述的道床支承刚度测试系统，其特征在于，所述的加载子系统包括：门型底座、门型支架、1个千斤顶和1个压力传感器；

所述门型底座包括支撑结构和第一顶盖；

所述的门型支架包括两组支撑腿和一个第二顶盖；

安装时，所述的门型底座的支撑结构对称地置于钢轨的两侧，且支撑结构垂直于轨枕上，所述门型支架的每组支撑腿的底端分别固定于钢轨轨头下部的两侧，所述的门型底座位于所述门型支架的两组支撑腿的内部，所述千斤顶的底端置于门型底座的第一顶盖上，所述的压力传感器放置于所述千斤顶的顶部，另一端与所述门型支架内部的顶端接触，用于测试千斤顶施加的压力。

3.根据权利要求1所述的道床支承刚度测试系统，其特征在于，所述的加载子系统包括：门型底座、门型支架、1个千斤顶和1个压力传感器；

所述门型底座包括支撑结构和第一顶盖，所述第一顶盖上对称的设置有2组通孔，用于安装所述门型支架；

所述的门型支架包括两组支撑腿和一个第二顶盖；

安装时，所述的门型底座的第一顶盖的两组通孔分别以钢轨为中心对称地置于钢轨的两侧，且支撑结构垂直于轨枕上，所述门型支架的两组支撑腿对应地穿过所述门型底座的第一顶盖上的通孔，且不与所述第一顶盖接触，每组支撑腿的底端分别固定于钢轨轨头下部的两侧，所述的千斤顶的底端置于门型底座的第一顶盖上，并位于第一顶盖与门型支架之间，所述的压力传感器放置于所述千斤顶的顶部，另一端与所述门型支架内部的顶端接触，用于测试千斤顶施加的压力。

4.根据权利要求2或3所述的道床支承刚度测试系统，其特征在于，所述的支撑结构为两个安装于所述第一顶盖两边的两个支撑板。

5.根据权利要求2或3所述的道床支承刚度测试系统，其特征在于，所述的支撑结构为4个安装于所述第一顶盖4个角的4个支撑腿。

6.根据权利要求2或3所述的道床支承刚度测试系统，其特征在于，所述的千斤顶为螺旋式机械千斤顶，用于实现压力逐级平稳加载。

7.根据权利要求1所述的道床支承刚度测试系统，其特征在于，所述的两个辅支撑杆与两个垂向支撑杆通过螺母连接，以调整横向支撑体系沿纵向可调节。

8.根据权利要求1所述的道床支承刚度测试系统，其特征在于，所述的两个垂向支撑杆分别与两个支撑底座通过螺母连接，以调整垂向支撑体系沿垂向高度可伸缩。

9.根据权利要求1所述的道床支承刚度测试系统，其特征在于，所述的2个支撑底座上分别设置有三个水平调节螺母，用于调节底座的水平位置。

10.根据权利要求1所述的道床支承刚度测试系统，其特征在于，所述的主支撑杆、2个辅支撑杆、2个垂向支撑杆均为空心杆件。

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