一种模拟列车荷载动力试验的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种模拟列车荷载动力试验的装置及方法，装置中设置了具有直线段的内外环形轨道，两环形轨道悬空设置于路基上方同一高度处，且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。根据所研究高速列车原型的相关参数确定激振设备的输出频率和激振力大小并预先设定于激振设备中，通过拾振器实时获取激振设备在运行过程中的振动响应信号进行分析。本发明专利技术能够有效模拟列车荷载循环加载动力试验，以及相邻轨道上两列列车相遇时的耦合作用。遇时的耦合作用。遇时的耦合作用。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟列车荷载动力试验的装置及方法


[0001]本专利技术属于高速列车工程
，尤其涉及一种模拟列车荷载动力试验的装置及方法。

技术介绍

[0002]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。

技术实现思路

[0003]针对上述
技术介绍
中指出的不足，本专利技术提供了一种模拟列车荷载动力试验的装置及方，旨在解决上述
技术介绍
中现有技术存在的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]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底部分别倒挂设置多节依次相连的移动车厢，且每节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。
[0006]同一个环形轨道上相邻节的移动车厢之间通过弹簧连接，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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]本专利技术进一步提供了一种模拟列车荷载动力试验的方法，该方法包括以下步骤：
[0010](1)以上述模拟列车荷载动力试验的装置作为试验模型，根据所研究高速列车原型的质量、速度的参数确定激振设备的输出频率和激振力大小，并在试验前将确定的输出频率和激振力的数据预先设定于所述激振设备中；
[0011](2)根据相似定律，确定激振设备在导轨上的移动速度，根据试验要求在路基模型或路基的桩体模型上布置拾振器，然后调试各实验装置；
[0012](3)按照预设条件启动激振设备，使激振设备沿轨道移动并同时传递激振荷载到路基，若模拟列车荷载单次加载或循环加载作用，则启动一条轨道上的激振设备；若模拟相向行驶的高速列车相遇时的耦合动力响应作用，则同时启动外环形轨道和内环形轨道上的激振设备，并且通过遥控电机控制外环形轨道和内环形轨道上的移动车厢沿相反方向运行；
[0013](4)拾振器实时获取激振设备在运行过程中的振动响应信号并保存数据；
[0014](5)处理数据信号，分析试验结果。
[0015]进一步地，步骤(3)中，模拟列车荷载单次加载或循环加载作用时，所述外环形轨道或内环形轨道直线段下方的路基下设置不同类型的桩
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土复合地基模型，可进行桩
‑
土复合地基的动力对比试验。
[0016]相比于现有技术的缺点和不足，本专利技术具有以下有益效果：
[0017]本专利技术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，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。此外，本专利技术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
[0018]图1是本专利技术实施例提供的模拟列车荷载动力试验装置的结构示意图。
[0019]图2是本专利技术实施例提供的模拟列车荷载动力试验装置的俯视图。
[0020]图3是图1中A处的放大图。
[0021]图4是本专利技术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。
[0022]图中：1
‑
实验台；2
‑
路基；3
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外环形轨道；4
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内环形轨道；5
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拱形架；501
‑
立柱；502
‑
竖梁；503
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横梁；6
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移动车厢；7
‑
滚轮；8
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弹簧；9
‑
激振设备；901
‑
激振器；902
‑
横杆；903
‑
行
走轮。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术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专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0024]模拟列车荷载动力试验的装置如图1
‑
4所示，这个装置设置于实验台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，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的底部分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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底部分别倒挂设置多节依次相连的移动车厢，且每节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；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，每个环形轨道上相邻节的所述移动车厢之间通过弹簧依次连接。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，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。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。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：吴红刚，关伟，牌立芳，吴道勇，董占林，韦洪，唐林，张俊德，王永翔，朱兆荣，庞伟军，常刚，杨昊天，苟海瑞，王瑜鑫，张雄伟，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：