[发明专利]一种道砟飞溅风洞试验平台

说明书

本发明实施例提供一种道砟飞溅风洞试验平台，包括：道砟飞溅试验台、试验台支架、高速列车车厢底部结构模型、轨枕模型、钢轨模型、砟肩模型、道砟集料和风速测试装置；道砟飞溅试验台通过试验台支架分别与高速列车车厢底部结构模型和风洞实验室地板连接固定，试验台支架高度可调节，轨枕模型置于道砟集料表层，道砟集料置于道砟飞溅试验台表面，钢轨模型固定于轨枕模型承轨槽顶面，砟肩模型固定于轨枕模型与道砟集料两侧，风速测试装置固定于轨枕模型之间道砟集料表层。本发明可以准确模拟高速铁路道砟飞溅的发生条件，还原道砟飞溅的发生和发展特征，并能实时监测道砟飞溅流场数据，且操作便捷。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种道砟飞溅风洞试验平台。

背景技术

高速铁路是现代交通运输体系的重要组成部分，轨道作为高速铁路的重要组成部分，对确保列车安全、平稳运行起到不可或缺的作用。其中，有砟轨道在适用性、灵活性、经济性和可维修性上具有显著优势，是高速铁路的主要轨道结构形式之一。在我国已开通运营的高速铁路线路中，通过既有线改造形成的高速铁路几乎全部采用有砟轨道，新建线路中运营速度在250km/h区段内的高速铁路主要采用有砟轨道，在300km/h及以上的高速铁路线路的部分地段也采用了有砟轨道，尤其是在长大桥梁、高架车站、地质断裂带等特殊地段均不得不采用有砟轨道结构。

近年来，随着列车运行速度的逐渐提高，高速铁路线路上经常出现道砟颗粒飞离道床，击打轨道、车辆及线路周边设施的道砟飞溅现象。造成轨道和列车结构伤损，极大增加了线路和车辆的养护维修成本，并严重威胁行车安全。飞溅道砟若散落在钢轨踏面，在轮轨力作用下会造成钢轨和车轮伤损，加速轨道恶化和车轮扁疤，进而导致轮轨受力改变，严重时甚至会产生脱轨等事故；若击打列车转向架、制动缸、车体等部位，会造成列车伤损，增加不安全因素以及车辆维修成本；会对线路周围设施造成一定的危害，甚至有可能发生人身伤害；此外，飞砟及扬尘会造成环境污染，影响美观。

高速铁路道砟飞溅不确定性显著，采用现场试验方法能够直观获取飞溅道砟的运动规律及轨道流场特征，但由于现场试验干扰因素多、过度依赖既有线路条件、可重复性弱、研究成本高等原因，在研究随机性显著的道砟飞溅问题时局限性较大。采用风洞试验方法还原有砟轨道结构流场，观察、测试风载作用下道砟颗粒的运动行为和轨道流场特征，能够有效克服上述问题。

因此，如何设计出一种能够真实还原高速铁路道砟飞溅风洞试验平台，是本领域技术人员亟待解决的问题。通过还原分析道砟飞溅产生发展机理，提出科学、有效的道砟飞溅防治建议，进而保障高铁列车的安全运营，降低线路养护维修成本。

发明内容

本发明的实施例提供了一种道砟飞溅风洞试验平台，克服了现有道砟飞溅还原分析中，对有砟轨道流场特征还原精度有限，无法考虑有砟轨道结构参数对道砟飞溅的影响，且无法精细化观测道砟飞溅运动行为，以及道砟飞溅发生发展过程中轨道结构流场特征的不足。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种道砟飞溅风洞试验平台，包括：道砟飞溅试验台、试验台支架、高速列车车厢底部结构模型、轨枕模型、钢轨模型、砟肩模型、道砟集料和风速测试装置；

所述道砟飞溅试验台通过所述试验台支架分别与所述高速列车车厢底部结构模型和风洞实验室地板连接固定，所述试验台支架高度可调节，所述轨枕模型置于所述道砟集料表层，所述道砟集料置于所述道砟飞溅试验台表面，所述钢轨模型固定于所述轨枕模型承轨槽顶面，所述砟肩模型固定于所述轨枕模型与所述道砟集料两侧，所述风速测试装置固定于所述轨枕模型之间道砟集料表层。

优选地，所述平台还包括：防护网，所述防护网固定于所述道砟飞溅试验台位于风洞出口的一端。

优选地，所述防护网为固定于木框内侧的铁丝网构成，每个网格边长小于道砟颗粒平均粒径，所述木框长度与所述道砟飞溅试验台宽度相同。