CN216082064U - 一种模拟列车荷载动力试验的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种模拟列车荷载动力试验的装置，包括路基、内外双环形轨道、移动车厢和激振设备，两环形轨道的横截面呈工字型，且两环形轨道悬空设置于路基上方同一高度处，两环形轨道的底部分别倒挂设置多节依次相连的移动车厢，移动车厢与环形轨道的连接处设有滚轮，每个环形轨道上首尾移动车厢的滚轮连接有遥控电机；移动车厢底部设有激振设备，激振设备的底部滚动接触路基的顶面，路基或路基的桩体上布设有拾振器。本实用新型结构简单，成本低，模拟操作简便，振动监测难度低；通过该装置能够有效模拟列车荷载循环加载动力试验，模拟桩‑土复合地基动力对比试验，以及相邻轨道上两列列车相遇时的耦合作用。
Description
技术领域
本实用新型属于高速列车工程技术领域，尤其涉及一种模拟列车荷载动力试验的装置。
背景技术
近年来，我国高速铁路迅猛发展，在铁路建设过程中，轨道结构和路基土体的动力性能对于铁路运行情况影响较大，动力特性是反映轨道路基振动强弱的重要指标，需要对其进行研究以确保铁路高速运行的安全性。轨道结构在高速列车的长期循环荷载作用下，会产生循环性的剧烈振动，使得土体产生动力响应，严重时势必会造成路基的不均匀沉降变形，引起轨道的不平顺，导致车轨的动力相互作用加剧，给列车的安全运行带来潜在威胁。目前对于列车荷载动力实验的研究主要现场测试和模拟试验，现场测试虽然通过真实列车运行实现测试，但测试环境复杂、成本高、对轨道和路基的振动监测难度大、且对监测设备的要求很高，而模拟试验中的模型试验是目前采用较多的方法，其测试过程灵活，监测数据科学有效，但现有的列车荷载动力模拟装置仅能进行固定位置的激振测试，无法实现列车荷载的移动性，也无法有效模拟高速列车的长期循环荷载作用；此外，轨道结构的剧烈振动不仅受该轨道上运行列车的荷载作用，还会受到相邻轨道上运行列车与该轨道上列车相遇时的耦合作用，而目前在列车荷载动力模拟过程中对于相邻两列列车相遇时的耦合作用的动力试验模拟较少。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种模拟列车荷载动力试验的装置，旨在解决上述背景技术中现有存在的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种模拟列车荷载动力试验的装置，包括路基、轨道、移动车厢和激振设备，所述轨道包括具有直线段的外环形轨道和内环形轨道，外环形轨道和内环形轨道通过支撑结构悬空设置于路基上方同一高度处，且外环形轨道和内环形轨道的横截面均呈工字型，所述移动车厢上方设有凹槽，工字型外环形轨道和内环形轨道的底部分别倒挂设置多节依次相连的移动车厢，且工字型的底部嵌入移动车厢的凹槽中，移动车厢与外环形轨道和内环形轨道的连接处分别设有滚轮，每个环形轨道上首尾移动车厢的滚轮连接有遥控电机，通过遥控电机控制每个轨道上移动车厢的移动，首尾移动车厢处的遥控电机分别改变车厢的移动方向，每节移动车厢底部设有激振设备，所述激振设备的底部滚动接触路基的顶面，所述路基或路基的桩体上布设有拾振器。通过遥控电机驱动车厢和激振设备沿轨道移动，通过环形轨道可实现移动激振设备的循环加载模拟试验，通过设置内外两环形轨道可模拟相邻轨道两列列车相遇时的耦合作用的动力试验。
本实用新型进一步在任意环形轨道直线段下方的路基下分别设置不同类型的桩-土复合地基模型，使移动激振设备能进行列车荷载循环加载模拟试验的同时，还能通过环形轨道上的直线段进行桩-土复合地基动力对比试验。
同一个环形轨道上相邻节的移动车厢之间通过多排弹簧连接，弹簧因为弹力的原因，既不会影响各节移动车厢在环形轨道上的移动，也不会对各节移动车厢的激振设备产生相互作用。
优选地，所述支撑结构采用拱形架，拱形架的两侧立柱固定于路基两侧，且外环形轨道和内环形轨道穿设于拱形架的两立柱之间，外环形轨道和内环形轨道的顶面分别通过竖梁与拱形架固定连接，外环形轨道的外侧和内环形轨道的内侧分别通过横梁与拱形架固定连接。通过拱形架能将环形轨道悬空设置于路基的上方，同时又不会阻碍环形轨道底部移动车厢和激振设备沿轨道移动，为方便支撑拱形架，路基也可设置为环形。
激振设备包括激振器、横杆和行走轮，激振器的上端连接于移动车厢底部，激振器的下端连接横杆，横杆的两端分别连接行走轮，行走轮滚动接触路基的顶面。行走轮在路基上滚动，将列车移动过程中产生的各种振动响应信号传递给路基或路基的桩体上布设的拾振器，进而分析数据，实现列车荷载动力试验。为了使行走轮将列车荷载动力均匀地传递至路基，在横杆上排列设置多个行走轮，实现振动作用的均匀传递。
相比于现有技术的缺点和不足，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型模拟的列车荷载具有移动性，能够有效模拟路基土体的应力路径，方便进行列车荷载循环加载模拟试验；模拟轨道采用具有直线段的环形结构，直线段轨道下方的路基中设置不同类型的桩-土复合地基模型，可进行列车荷载循环加载模拟试验和不同类型桩-土复合地基动力对比试验。此外，本发明利用双环形轨道实现相邻轨道两列列车相遇时的耦合作用的模拟试验。模拟装置结构简单，成本低，列车荷载动力实验易操作。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的模拟列车荷载动力试验装置的结构示意图。
图2是本实用新型实施例提供的模拟列车荷载动力试验装置的俯视图。
图3是图1中A处的放大图。
图4是本发明实施例提供的直线段路基处模拟列车荷载动力试验装置的截面图。
图中：1-实验台；2-路基；3-外环形轨道；4-内环形轨道；5-拱形架；501-立柱；502-竖梁；503-横梁；6-移动车厢；7-滚轮；8-弹簧；9-激振设备；901-激振器；902-横杆；903-行走轮。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。
图1-4所示，模拟列车荷载动力试验的装置设置于实验台1上，实验台1上铺设具有直线段的环形路基2，在路基2的上方一定高度处根据环形路基2的形状设置的外环形轨道3和内环形轨道4，外环形轨道3和内环形轨道4的横截面呈工字型，通过支撑结构将两环形轨道悬空固定，在外环形轨道3和内环形轨道4的底部分别倒挂设置多节依次相连的移动车厢6，移动车厢6的上部设有凹槽，使工字型的底部嵌入移动车厢6的凹槽中，并能使移动车厢6沿轨道移动，参照图4。多节移动车厢6连接方式可通过多排弹簧8实现，即每个环形轨道上相邻节的移动车厢6之间通过弹簧8连接，弹簧8因为弹力的原因，既不会影响各节移动车厢6在环形轨道上的移动，也不会对各节移动车厢6的激振设备产生相互作用。且每节移动车厢6与外环形轨道3和内环形轨道4的连接处分别设有滚轮7，每个环形轨道上首尾移动车厢的滚轮7连接有遥控电机，通过遥控电机控制每个轨道上移动车厢6的移动，首尾移动车厢6处的遥控电机分别改变车厢的移动方向，用于控制相邻轨道上移动车厢6的运行方向。每节移动车厢6底部设有激振设备9，激振设备9包括激振器901、横杆902和行走轮903，激振器901的上端连接于移动车厢6底部，激振器901的下端连接横杆902，横杆902的两端分别连接行走轮903，行走轮903滚动接触路基2的顶面，路基2或路基的桩体上布设有拾振器。行走轮903在路基2上滚动，将列车移动过程中产生的各种振动响应信号传递给路基2或路基的桩体上布设的拾振器，进而分析数据，实现列车荷载动力试验。为了使行走轮903能将列车荷载动力均匀地传递至路基，在横杆902上排列设置多个行走轮903，实现振动作用的均匀传递。此外，可在环形路基2的两处直线段下分别设置不同的桩-土复合地基模型，启动一条环形轨道上的激振设备，实现不同类型桩-土复合地基动力响应作用的对比试验。
外环形轨道3和内环形轨道4通过拱形架5悬空固定，拱形架5的两侧立柱501固定于路基2两侧，外环形轨道3和内环形轨道4穿设于拱形架5的两立柱501之间，外环形轨道3和内环形轨道4的顶面分别通过竖梁502与拱形架5固定连接，外环形轨道3的外侧和内环形轨道4的内侧分别通过横梁503与拱形架5固定连接。通过拱形架5能将环形轨道悬空设置于路基2的上方，同时又不阻碍环形轨道底部移动车厢6和激振设备9沿轨道移动。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种模拟列车荷载动力试验的装置，其特征在于，包括路基、轨道、移动车厢和激振设备，所述轨道包括具有直线段的外环形轨道和内环形轨道，外环形轨道和内环形轨道通过支撑结构悬空设置于路基上方同一高度处，且外环形轨道和内环形轨道的横截面均呈工字型，所述移动车厢上方设有凹槽，工字型外环形轨道和内环形轨道的底部分别倒挂设置多节依次相连的移动车厢，且工字型的底部嵌入移动车厢的凹槽中，移动车厢与外环形轨道及内环形轨道的连接处分别设有滚轮，每个环形轨道上首尾处移动车厢的滚轮连接有遥控电机；每节移动车厢底部设有激振设备，所述激振设备的底部滚动接触路基的顶面，所述路基或路基的桩体上布设有拾振器。
2.如权利要求1所述的模拟列车荷载动力试验的装置，其特征在于，所述外环形轨道或内环形轨道的直线段下方的路基下分别设置不同类型的桩-土复合地基模型。
3.如权利要求1所述的模拟列车荷载动力试验的装置，其特征在于，每个环形轨道上相邻节的所述移动车厢之间通过多排弹簧依次连接。
4.如权利要求1所述的模拟列车荷载动力试验的装置，其特征在于，所述支撑结构采用拱形架，拱形架的两侧立柱固定于路基两侧，且外环形轨道和内环形轨道穿设于拱形架的两立柱之间，外环形轨道和内环形轨道的顶面分别通过竖梁与拱形架固定连接，外环形轨道的外侧和内环形轨道的内侧分别通过横梁与拱形架固定连接。
5.如权利要求1所述的模拟列车荷载动力试验的装置，其特征在于，所述激振设备包括激振器、横杆和行走轮，激振器的上端连接于移动车厢底部，激振器的下端连接横杆，横杆的两端分别连接行走轮，行走轮滚动接触路基的顶面。
6.如权利要求5所述的模拟列车荷载动力试验的装置，其特征在于，所述横杆上排列设置多个行走轮。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202122240983.4U CN216082064U (zh) | 2021-09-16 | 2021-09-16 | 一种模拟列车荷载动力试验的装置 |
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| CN202122240983.4U CN216082064U (zh) | 2021-09-16 | 2021-09-16 | 一种模拟列车荷载动力试验的装置 |
Publications (1)
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ID=80676663
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113884320A (zh) * | 2021-09-16 | 2022-01-04 | 中铁西北科学研究院有限公司 | 一种模拟列车荷载动力试验的装置及方法 |
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| CN113884320A (zh) * | 2021-09-16 | 2022-01-04 | 中铁西北科学研究院有限公司 | 一种模拟列车荷载动力试验的装置及方法 |
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