[发明专利]一种磁悬浮低置结构动力特性试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种磁悬浮低置结构动力特性试验装置，其特征在于，包括模型试验箱和设置在模型试验箱内部的低置结构模型；还包括设置在模型试验箱上方用于对低置结构模型中的一跨施加力学载荷的加载系统；还包括用于测量加载过程中低置结构模型内部参数变化的监测装置和用于模拟循环降雨的循环降雨系统。

2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮低置结构动力特性试验装置，其特征在于，所述低置结构模型包括沿模型试验箱设置的两跨承轨梁模型和设置在承轨梁模型下方的路基模型(24)；承轨梁模型包括加载梁(21)和非加载梁(22)，加载梁(21)上设置有加载系统。

3.根据权利要求2所述的一种磁悬浮低置结构动力特性试验装置，其特征在于，所述加载系统包括设置在加载梁(21)上方与其接触的均布荷载梁(33)，均布荷载梁(33)上方设置有带动其运动的作动器(32)；作动器(32)设置在反力梁(31)上；反力梁(31)包括设置在模型试验箱两侧的反力立柱和设置在反力立柱上部的反力横梁。

4.根据权利要求3所述的一种磁悬浮低置结构动力学试验装置，其特征在于，所述监测装置包括用于测量力加载过程中路基模型(24)压力变化的动土压力盒(41)、用于测量力加载过程中路基模型(24)加速度变化的加速度计(42)、用于测量力加载过程中路基模型(24)位移变化的激光位移计(43)和用于测量路基模型(24)内湿度的湿度计(44)；其中，动土压力盒(41)、加速度计(42)均采用防水措施，动土压力盒(41)、加速度计(42)、激光位移计(43)和湿度计(44)均连接到数据采集装置。

5.根据权利要求4所述的一种磁悬浮低置结构动力学试验装置，其特征在于，所述循环降雨系统包括架设在模型试验箱上方的钢管支架(56)，钢管支架(56)上固定设置有上水管(54)，上水管(56)上设置有多个喷淋接头(55)；上水管(56)的进水口设置在水箱(51)内，通过水泵(52)上水；上水管(56)上设置有上水表(53)；模型试验箱下部设置有下水管(58)，下水管(58)出口连接水箱(51)；下水管(58)上还设置有下水表(57)。

6.根据权利要求1所述的一种磁悬浮低置结构动力学试验装置，其特征在于，所述模型试验箱为顶部开口的长方体箱体式结构，包括多个侧面模板单元(11)、集水底板(12)和多个底板骨架单元(13)；侧面模板单元(11)包括起支撑作用的侧面模板骨架和面板；侧面模板骨架包括外框架、横撑和竖撑和斜撑；集水底板(12)为四边向上延伸的钢板；底板骨架单元(13)包括外框架、横撑和竖撑和斜撑；相对设置的两个侧面模板单元(11)上部设置有两根对拉杆(14)。

7.根据权利要求2所述的一种磁悬浮低置结构动力学试验装置，其特征在于，所述加载梁(21)和非加载梁(22)之间通过多根钢棒装配连接，钢棒设置在加载梁(21)和非加载梁(22)内的套筒(23)内。

8.一种如权利要求1～7所述磁悬浮低置结构动力学试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：装配模型试验箱，填筑低置结构模型，布设监测装置、循环降雨系统和加载系统；

步骤2：确定低置结构动力学单次加载周期与周期荷载；

步骤3：对试验装置进行多个加载周期循环加载，采集加载过程中的数据；荷载加载和采集数据之前、荷载加载和采集数据过程中不定期不定时进行启动循环降雨系统进行降雨模拟。

9.根据权利要求8所述的一种磁悬浮低置结构动力学试验装置的试验方法，其特征在于，所述单次加载周期分三个连续时段加载：加载期T0～T1、恒载期T1～T2、卸载期T2～T3；加载期荷载线性增大；恒载期荷载保持稳定；卸载期荷载线性减小。

10.根据权利要求9所述的一种磁悬浮低置结构动力学试验装置的试验方法，其特征在于，所述加载期时段计算式如下：

式中：L_空为相邻车厢之间的空隙，v为模拟列车时速；

加载期荷载F随时间的变化规律如下：

式中：F_静为施加的静力荷载，F_列为单节列车自重，t为时间，α为动力系数；

恒载期时段计算如下：

式中：L_列为单节列车长度；

恒载期荷载F随时间的变化规律如下：

F＝F_静+F_列α

卸载期时段计算式如下：

卸载期荷载F随时间的变化规律如下：