[实用新型]一种轨道交通列车整车移动荷载模拟加载装置

说明书

本实用新型涉及一种荷载加载装置，尤其是涉及一种轨道交通列车整车移动荷载模拟加载装置。

我国现在正处于轨道交通快速发展的时期，无论是高速铁路和城际普通铁路，还是轻轨和地铁，都处于高速建设过程中。但伴随着轨道交通设施的建设和投入运营，越来越多的工程问题凸显出来。路基在列车荷载作用下的动力稳定性影响着列车的安全运行；轮轨动力相互作用产生的轨道和路基振动，对周围环境和人类生活也产生了很大的影响；尤其是随着高速铁路的运营，列车速度大幅度提高，列车与轨道的动力相互作用进一步加剧，当列车速度接近土体的临界波速时，将会产生马赫效应，严重威胁列车运行的安全性。列车荷载通过轮轴与钢轨的相互作用传递至线下结构。与传统的定点循环加载相比，轮轴与钢轨的作用具有典型的移动效应和速度效应，随着列车的移动，轨下各结构层沿着列车行进方向经历相同的加载过程。这种不同于固定点加载的受力方式，导致了轨道结构和路基结构呈现出不同的动力性能。因此，实现列车整车荷载移动过程的有效模拟，对研究轨道交通基础设施真实的动力性能至关重要。

本实用新型的目的在于为研究列车移动产生的移动效应和速度效应，提供一种轨道交通列车整车移动荷载模拟加载装置，实现列车荷载高速移动。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一、一种轨道交通列车整车移动荷载模拟加载方法，它包括以下几个步骤：

步骤1）根据列车‑轨道‑路基理论模型进行函数拟合, 并考虑列车轴重P得到单节车厢移动下转向架作用下的单个扣件系统的受力荷载时程简化表达式：

                                                ，

其中，均为拟合参数，x为钢轨下扣件系统观察点至列车轮轴初始位置的距离，为钢轨下扣件系统支撑力；

步骤2）考虑列车速度，钢轨下扣件系统支撑力与距离的关系可转化为扣件系统支撑力与时间t的关系：

；

；

步骤3）根据步骤2）得到单个扣件系统的受力荷载时程曲线，按高速铁路设计规范轨枕沿轨道方向的间距为，通过扣件系统将钢轨与轨枕进行连接，将两条连续钢轨在轨枕位置正上方处切割为多对离散独立的分段钢轨，钢轨与轨枕之间的连接特性保持不变；

步骤4）在步骤3）中的每一对分段钢轨正上方均布置一条分配梁，分配梁跨中处上方连接一个作动器，将步骤2）得到的单个扣件系统的受力荷载时程曲线，作为所有作动器的荷载激励曲线； 

步骤5）步骤4）中所有作动器的荷载激励曲线均相同，每个作动器开始激振存在时间间隔，相邻作动器激振的时间间隔由轨枕的间距和列车速度确定：  

；

步骤6）沿列车整车移动方向每个作动器通过按照步骤5）所述的时间间隔依次进行动态激振，即实现不同车型、不同速度下列车整车移动荷载的模拟加载。

该列车整车移动荷载模拟加载简化为N个单节车厢前后转向架移动荷载模拟。

步骤1）所述的拟合函数为Gauss函数。

步骤2）所述的单个扣件的受力荷载时程曲线为“M”波型曲线，符合列车真实荷载。

二、一种轨道交通列车整车移动荷载模拟加载装置：

本实用新型的多个作动器在按照高速铁路每条轨枕沿轨道方向的位置处上方布置，每个作动器顶部连接在反力横梁跨中处，每根反力横梁两端固定在两根反力纵梁上，每根反力纵梁的两端连接在两根支撑柱上，每根支撑柱底部固定在地面上。

本实用新型的多个作动器在按照高速铁路每条轨枕沿轨道方向的位置处上方布置，每个作动器顶部连接在反力横梁跨中处，每根反力横梁两端固定在两根反力纵梁上，每根反力纵梁的两端连接在两根支撑柱上，每根支撑柱底部固定在地面上。

每个作动器底部用高强螺栓在分配梁跨中处连接，分配梁两端底部安置在两侧钢轨正上方，两条连续的钢轨铺设在轨枕上，分别在轨枕位置正上方切断成离散独立的分段钢轨，每对分段钢轨和轨枕用扣件系统连接，轨枕下方为道床、道床下方为地基。

本实用新型具有的有益效果的是：