[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

说明书

本发明公开了一种磁悬浮低置结构动力特性试验装置及试验方法，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。本发明设置有循环降雨系统，可实现自然工况与降雨工况下磁悬浮低置结构动力特性测试，并对雨水进行回收；同时测定雨水回收体量，为强降雨条件下低置结构路基渗透特性提供数据支撑。

技术领域

本发明涉及土工试验装置及试验方法，具体涉及一种磁悬浮低置结构动力特性试验装置及试验方法。

背景技术

磁悬浮列车与轨道结构无机械接触，因此具有低振动、低噪声、加速快等优点。由于磁悬浮列车与轨道结构之间的悬浮间隙较小，对低置结构变形控制极为严格，业内专家普遍认为磁悬浮交通应以高架桥结构形式通过，不宜采用低置结构。但是对于部分地层特性良好、填筑高度较小的路段，采用低置结构形式通过具有优越的经济性。磁悬浮交通低置结构由承轨梁及梁下路基两部分组成，磁悬浮的列车结构、轨道荷载强度、分布宽度及列车荷载冲击系数与传统铁路系统完全不同。因此不宜直接借鉴铁路无砟轨道结构与路基结构，有必要对磁悬浮低置结构进行专门研究。

目前多采用数值模拟及现场监测的方法对磁悬浮低置结构动力特性进行研究，但针对磁悬浮低置结构动力特性的室内模型试验鲜有研究。主要有两个方面，一是磁悬浮列车运行特点与传统高速铁路不同，高铁列车对下部结构产生集中荷载，磁悬浮列车对低置结构产生均布荷载，室内模型试验将作动器产生的集中荷载转换为均布荷载为室内模型试验关键技术。二是磁悬浮列车对低置结构的作用频率及动荷载加载方式不明确，进而无法利用室内模型试验研究磁悬浮低置结构动力特性。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题提供一种可真实反映磁悬浮列车运行特点的试验装置及试验方法，试验结果可靠准确的反映磁悬浮低置结构动力特性。

本发明采用的技术方案是：

一种磁悬浮低置结构动力特性试验装置，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。

进一步的，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；承轨梁模型包括加载梁和非加载梁，加载梁上设置有加载系统。

进一步的，所述加载系统包括设置在加载梁上方与其接触的均布荷载工装，均布荷载工装上方设置有带动其运动的作动器；作动器设置在反力梁上；反力梁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。

进一步的，所述监测装置包括用于测量力加载过程中路基模型压力变化的动土压力盒、用于测量力加载过程中路基模型加速度变化的加速度计、用于测量力加载过程中路基模型位移变化的激光位移计和用于测量路基模型内湿度的湿度计；动土压力盒、加速度计、激光位移计和湿度计均采用防水措施，动土压力盒、加速度计、激光位移计和湿度计均连接到数据采集装置。

进一步的，所述循环降雨系统包括假设在模型试验箱上方的钢管支架，钢管支架上固定设置有上水管，上水管上设置有多个喷淋接头；上水管的进水口设置在水箱内，通过水泵上水；上水管上设置有上水表；模型试验箱下部设置有下水管，下水管出口连接水箱；下水管上还设置有下水表。

进一步的，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、集水底板和多个底板骨架单元；侧面模板单元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；集水底板为四边向上延伸的钢板；底板骨架单元包括外框架、横撑和竖撑和斜撑；相对设置的两个侧面模板单元上部设置有两根对拉杆。

进一步的，所述加载梁和非加载梁之间通过钢棒装配连接，钢棒设置在加载梁和非加载梁内的套筒内。