地震下鐵路橋上列車走行安全的動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種地震下鐵路橋上列車走行安全的動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，包括橋梁模型和列車模型；橋梁模型底部設(shè)有用以支撐橋梁模型并調(diào)節(jié)橋梁模型傾斜角度和水平位置的支撐架組件，橋梁模型的橋面上鋪設(shè)有軌道板，軌道板上鋪設(shè)有用以引導(dǎo)列車模型行車路線的列車軌道以及用以防止列車模型墜落的中心軌道，列車軌道與中心軌道相互平行；橋梁模型包括利用傾斜角度調(diào)節(jié)列車模型預(yù)定速度的第一支撐段、用以進(jìn)行車-橋耦合振動(dòng)試驗(yàn)的試驗(yàn)段以及利用傾斜角度停止列車模型運(yùn)行的第二支撐段，第一支撐段和第二支撐段分別連接在試驗(yàn)段的兩端。上部列車引起橋梁的弱作用與振動(dòng)臺(tái)引起橋梁震動(dòng)的強(qiáng)作用相互耦合，實(shí)現(xiàn)列車和地震的混合模擬系統(tǒng)。
【專利說明】地震下鐵路橋上列車走行安全的動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵路橋上列車模擬裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種地震作用下列車安全走打的動(dòng)態(tài)|吳擬試驗(yàn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國鐵路事業(yè)雖然起步晚，但是發(fā)展迅猛，如今不論是總里程和運(yùn)行速度都排在世界前列。由于我國地域遼闊，地質(zhì)條件復(fù)雜，鐵路不可避免的要跨越許多山川峽谷、江河湖泊等惡劣地理區(qū)域，故橋梁在鐵路線路中所占比重大，尤其是近幾年高鐵線路。高速鐵路為滿足線路平順性和穩(wěn)定性的要求，往往連續(xù)幾公里甚至十幾公里都采用高架橋，使得地震發(fā)生時(shí)列車在橋上的幾率很大。地震作用下列車脫軌或傾覆事故國內(nèi)外時(shí)有發(fā)生，我國是地震多發(fā)國家，研究地震作用下高速列車的安全、舒適運(yùn)行及車橋耦合振動(dòng)性能成為各級(jí)政府和人民群眾關(guān)注的焦點(diǎn)。地震作用下列車運(yùn)行穩(wěn)定性及車橋耦合振動(dòng)的研究現(xiàn)仍局限于理論分析和數(shù)值模擬，缺乏試驗(yàn)驗(yàn)證，主要原因是相關(guān)的試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)技術(shù)少。因此，研究一種新型振動(dòng)臺(tái)列車動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明專利提供了一種地震下鐵路橋上列車走行安全的動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，通過模擬實(shí)際橋梁、軌道和列車進(jìn)行實(shí)物重現(xiàn)的地震模擬測(cè)試。根據(jù)高速鐵路振動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)室特點(diǎn)，將四臺(tái)陣系統(tǒng)改造成可以運(yùn)行列車的振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)，從而可以作到上部列車引起橋梁的弱作用與振動(dòng)臺(tái)引起橋梁震動(dòng)的強(qiáng)作用相互耦合，實(shí)現(xiàn)列車和地震的混合模擬系統(tǒng)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明專利的技術(shù)方案是:一種地震下鐵路橋上列車走行安全的動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，包括橋梁模型和列車模型；橋梁模型底部設(shè)有用以支撐橋梁模型并調(diào)節(jié)橋梁模型傾斜角度和水平位置的支撐架組件，橋梁模型的橋面上鋪設(shè)有軌道板，軌道板上鋪設(shè)有用以引導(dǎo)列車模型行車路線的列車軌道以及用以防止列車模型墜落的中心軌道，列車軌道與中心軌道相互平行；橋梁模型包括利用傾斜角度調(diào)節(jié)列車模型預(yù)定速度的第一支撐段、用以進(jìn)行車-橋耦合振動(dòng)試驗(yàn)的試驗(yàn)段以及利用傾斜角度停止列車模型運(yùn)行的第二支撐段，第一支撐段和第二支撐段分別連接在試驗(yàn)段的兩端。
[0005]本發(fā)明還在于，動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)為鋪設(shè)有兩條并行列車軌道的雙線系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明還在于，軌道板與支撐架組件之間通過鉸接連接。
[0007]本發(fā)明還在于，軌道板包括直軌道板和弧形軌道板；直軌道板設(shè)置在第一支撐段、試驗(yàn)段和第二支撐段三者的平板面上，弧形軌道板設(shè)置在第一支撐段與試驗(yàn)段的轉(zhuǎn)角部位上以及試驗(yàn)段與第二支撐段之間的轉(zhuǎn)角部位上；直軌道板與弧形軌道板之間采用弧形圓滑連接。
[0008]本發(fā)明還在于，直軌道板、弧形軌道板、列車軌道、中心軌道中的至少一個(gè)為分段可拆卸的分段構(gòu)件。[0009]本發(fā)明還在于，第一支撐段上設(shè)有用以調(diào)節(jié)第一支撐段相對(duì)于試驗(yàn)段的傾斜角度和水平位置的電葫蘆和鉸鏈裝置；第二支撐段上設(shè)有用以調(diào)節(jié)第二支撐段相對(duì)于試驗(yàn)段的傾斜角度和水平位置的電葫蘆和鉸鏈裝置。
[0010]本發(fā)明還在于，第一支撐段和/或第二支撐段分別在頂部設(shè)有用以固定和列車模型的掛鉤裝置以及用以啟動(dòng)列車模型的脫鉤裝置。
[0011]本發(fā)明還在于，支撐架組件包括用以固定動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的固定支撐柱、用以支撐橋梁模型橋面高度的水平支撐橫梁、用以固定橋梁模型水平位置的縱向支撐橫梁以及用以調(diào)節(jié)水平支撐橫梁高度的活動(dòng)支撐柱；水平支撐橫梁兩端分別支撐在固定支撐柱上，或者水平支撐橫梁兩端分別支撐在活動(dòng)支撐柱上；縱向支撐橫梁兩端分別固定在水平支撐橫梁上。
[0012]本發(fā)明還在于，固定支撐柱和/或活動(dòng)支撐柱底部設(shè)有用以將上部集中荷載分散的支撐固定底座。
[0013]本發(fā)明還在于，第一支撐段和/或第二支撐段底部的固定支撐柱和/或活動(dòng)支撐柱上預(yù)留有用以調(diào)節(jié)第一支撐段和/或第二支撐段高度位置的螺栓孔；固定支撐柱和/或活動(dòng)支撐柱上還設(shè)有用以調(diào)節(jié)第一支撐段和/或第二支撐段傾斜角度的電葫蘆。
[0014]本發(fā)明還在于，第一支撐段和/或第二支撐段底部的水平支撐橫梁上預(yù)留有用以調(diào)節(jié)第一支撐段和/或第二支撐段水平方向位置的螺栓孔。
[0015]本發(fā)明還在于，軌道板上預(yù)留有槽內(nèi)深淺變化并用以列車軌道之間無極調(diào)節(jié)的的螺栓槽，螺栓槽內(nèi)還鋪設(shè)有用以調(diào)整槽內(nèi)摩擦系數(shù)的摩擦材料。
[0016]本發(fā)明還在于，中心軌道的截面形狀為I形，列車模型底部設(shè)有截面形狀為與中心軌道相匹配的開口環(huán)形狀的卡扣結(jié)構(gòu)，卡扣結(jié)構(gòu)與I形軌道相互嵌套。
[0017]本發(fā)明還在于，第一支撐段與試驗(yàn)段之間通過用以消除列車模型的振動(dòng)特征的橡膠連接件進(jìn)行連接；第二支撐段與試驗(yàn)段之間通過用以消除列車模型的振動(dòng)特征的橡膠連接件進(jìn)行連接。
[0018]本發(fā)明還在于，橋梁模型底部還設(shè)有用以提供地震模擬條件的振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)。
[0019]本發(fā)明還在于，中心軌道上設(shè)有橡膠中心引導(dǎo)軌；列車軌道上設(shè)有橡膠列車引導(dǎo)軌。
[0020]一種地震下鐵路橋上列車走行安全的動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，系統(tǒng)為雙線，編號(hào)I號(hào)線、II號(hào)線，整個(gè)系統(tǒng)分為第一支撐段Z1、第二支撐段Z2和試驗(yàn)段S三段，由軌道板、列車軌道、中心導(dǎo)軌、支撐架、電葫蘆、鉸接裝置、掛鉤/脫鉤裝置、橋梁模型和列車模型等組成，列車軌道和中心導(dǎo)軌通過軌道卡扣安裝于軌道板上，軌道板固定于橋梁模型及支撐架上，支撐架支撐著第一支撐段Z1、第二支撐段Z2，并通過電葫蘆和鉸接裝置實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)坡度和水平可調(diào)，中心導(dǎo)軌用于防止列車墜落，掛鉤/脫鉤裝置用于固定和停止列車模型，試驗(yàn)時(shí)列車模型通過一端第一支撐段Zl達(dá)到預(yù)定速度后，在中間試驗(yàn)段S進(jìn)行車-橋耦合振動(dòng)試驗(yàn)，之后沖上另一端第二支撐段Z2通過掛鉤裝置將列車停止?；蛘咴囼?yàn)時(shí)列車模型通過一端第二支撐段Z2達(dá)到預(yù)定速度后，在中間試驗(yàn)段S進(jìn)行車-橋耦合振動(dòng)試驗(yàn)，之后沖上另一端第一支撐段Zl通過特制掛鉤裝置將列車停止。整個(gè)系統(tǒng)為地震作用下的列車脫軌，橋梁-列車耦合振動(dòng)性能等的試驗(yàn)研究提供了技術(shù)保證。第一支撐段Z1、第二支撐段Z2的設(shè)計(jì)相同，兼有加速和停止功能。I號(hào)線、II號(hào)線的第一支撐段Z1、第二支撐段Z2設(shè)有特制的/脫鉤裝置，可有效的防止列車上坡后倒溜。I號(hào)線、II號(hào)線的傾斜的和水平的直軌道板采用弧形軌道板進(jìn)行弧形圓滑連接。列車軌道和中心鋼軌與軌道板密貼。第一支撐段Z1、第二支撐段Z2的列車軌道、中心軌道和軌道板分段可拆卸。第一支撐段Z1、第二支撐段Z2的傾斜軌道與支撐架水平橫梁鉸接。第一支撐段Z1、第二支撐段Z2的支撐架支撐柱上預(yù)留有螺栓孔，固定支撐柱上端還有電葫蘆，可以實(shí)現(xiàn)軌道系統(tǒng)的整體豎直升降和傾斜軌道的斜坡調(diào)整。第一支撐段Z1、第二支撐段Z2的支撐架水平橫梁中部預(yù)留有螺栓孔，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的整體水平左右移動(dòng)。第一支撐段Z1、第二支撐段Z2的軌道板上預(yù)留有螺栓槽，螺栓槽分深淺設(shè)計(jì)，通過鋪特制摩擦材料調(diào)整摩擦系數(shù)可保證固定穩(wěn)固，從而可以實(shí)現(xiàn)列車軌距的無極調(diào)整，以滿足不同縮尺比例的列車模型軌距要求。中心鋼軌呈I形，列車模型底部配套設(shè)置有一排緊閉環(huán)形結(jié)構(gòu)，于I形軌道相互嵌套，列車脫軌后可保證其不掉下列車軌道。中心鋼軌在中間試驗(yàn)段形態(tài)為兩端高中間低，可以通過摩擦模擬列車減速。中心鋼軌和支撐架均采用型鋼焊接。支撐架短支撐柱不用時(shí)可拆卸，節(jié)省廠房空間。試驗(yàn)段S和第一支撐段Zl、第二支撐段Z2的軌道采用橡膠連接，解決在試驗(yàn)過程中，試驗(yàn)段晃動(dòng)而于支撐段對(duì)不準(zhǔn)的問題。試驗(yàn)段S和第一支撐段Z1、第二支撐段Z2的軌道采用橡膠連接，試驗(yàn)時(shí)用于列車加速一側(cè)的軌道可于試驗(yàn)段S斷開，從而不影響列車的上橋振動(dòng)特征。第一支撐段Zl、第二支撐段Z2和試驗(yàn)S段軌道可通過在其底部墊鋼圈、鋼板等墊片材料調(diào)節(jié)，保證豎向精確對(duì)接。整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)為雙線，可完成單列火車運(yùn)行，兩車會(huì)車或并行等運(yùn)行工況下靜力、動(dòng)力試驗(yàn)研究。整套系統(tǒng)還可用于汽車過橋的耦合振動(dòng)研究。
[0021]本發(fā)明專利有益效果在于:
[0022](I)系統(tǒng)功能特色。系統(tǒng)可以試驗(yàn)?zāi)M地震下上部列車引起橋梁的弱作用與振動(dòng)臺(tái)引起橋梁震動(dòng)的強(qiáng)作用相互耦合，實(shí)現(xiàn)列車和地震的混合模擬，可完成單列火車運(yùn)行，兩車會(huì)車或并行等運(yùn)行工況下靜力、動(dòng)力試驗(yàn)研究，為地震作用下的列車運(yùn)行穩(wěn)定性及車橋耦合振動(dòng)性能的試驗(yàn)研究提供了技術(shù)保證。
[0023](2)精度保證。試驗(yàn)系統(tǒng)通過實(shí)物縮尺設(shè)計(jì)，保留了輪軌關(guān)系及軌道、軌道板和橋梁之間的關(guān)系。列車加速啟動(dòng)段有一定弧形，隨后至少保證有一節(jié)車廂長度的水平段，確保列車運(yùn)行穩(wěn)定后再上橋，最大限度的減小加速引起的振動(dòng)影響。啟動(dòng)段水平向、豎直向及坡度均可調(diào)整，確保列車模型上橋速度及最大限度的減少?zèng)_擊影響。以上可確保試驗(yàn)具有足夠的精度。
[0024](3)安全保證。中間試驗(yàn)段中心軌道設(shè)計(jì)為I形，列車模型底部配套設(shè)置有一排緊閉環(huán)形結(jié)構(gòu)，于I形軌道相互嵌套。正常運(yùn)行時(shí)緊閉環(huán)形結(jié)構(gòu)與I形軌道脫離，沒有接觸，既能夠保證不妨礙試驗(yàn)?zāi)M列車的脫軌，必要時(shí)又能起到模擬列車減速的作用，但是，一旦試驗(yàn)過程中列車脫軌，列車模型底部的緊閉環(huán)形結(jié)構(gòu)立刻與中心I形導(dǎo)軌相互作用，被中心導(dǎo)軌限制住，保證列車不掉下試驗(yàn)裝置，毀害實(shí)驗(yàn)設(shè)備及振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)。確保了整個(gè)系統(tǒng)的安全性及可運(yùn)行性。
[0025](4)整套系統(tǒng)具有可拆卸性，可以節(jié)省廠房空間，不影響振動(dòng)臺(tái)的正常使用。以上特點(diǎn)為地震下鐵路橋上列車走行安全的動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)研究提供了技術(shù)保證。
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明專利作進(jìn)一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】[0027]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的區(qū)段劃分示意圖；
[0028]圖2為整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)的三維模型圖；
[0029]圖3為系統(tǒng)支撐段Zl、Z2的三維圖；
[0030]圖4為傾斜軌道板和水平支撐橫梁的鉸接裝置及軌道板螺栓槽示意圖；
[0031]圖5為系統(tǒng)支撐架三維圖；
[0032]圖6為支撐段Zl、Z2與試驗(yàn)段S連接的橡膠引導(dǎo)軌三維圖；
[0033]圖7為特制掛鉤/脫鉤裝置示意圖；
[0034]圖8為中間試驗(yàn)段橫斷面示意圖；
[0035]圖9為防脫軌裝置斷面示意圖；
[0036]其中I為列車軌道,2為中心導(dǎo)軌,3為軌道板(包括:301為直軌道板,302為弧形軌道板)，4為支撐架(包括:401為固定支撐柱，402為活動(dòng)支撐柱，403為水平支撐橫梁，404為縱向支撐橫梁，405為支撐固定底座)，501為電葫蘆，502為鋼纜繩，6為掛/脫鉤裝置(包括:601為脫鉤裝置,602為掛鉤裝置),7為鉸接裝置,801為橡膠列車引導(dǎo)軌,802為橡膠中心引導(dǎo)軌，9為列車模型，10為保護(hù)鋼卡槽，11為橋梁模型，12為振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)，13為螺栓，14為軌道卡扣，15為軌道板螺栓槽，16為水平支撐橫梁螺栓孔。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面對(duì)本發(fā)明專利技術(shù)內(nèi)容的進(jìn)一步說明，但并非對(duì)本發(fā)明專利實(shí)質(zhì)內(nèi)容的限制。
[0038]圖1為一種地震下鐵路橋上列車走行安全的動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的區(qū)段劃分示意圖，整個(gè)系統(tǒng)分為三個(gè)區(qū)段，分別為第一支撐段Z1、第二支撐段Z2和試驗(yàn)段S，其中第一支撐段Z1、第二支撐段Z2的設(shè)計(jì)相同。整個(gè)系統(tǒng)三維模型圖見圖2，為雙線試驗(yàn)系統(tǒng)，可完成單列火車運(yùn)行，兩車會(huì)車或并行等運(yùn)行工況下靜力、動(dòng)力試驗(yàn)研究，系統(tǒng)主要由振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)系統(tǒng)12，橋梁模型11，列車模型9，行走裝置包括列車軌道1、中心導(dǎo)軌2和軌道板3，支撐架組件4、5，掛/脫鉤裝置6等組成。圖3為支撐段Z1、Z2的三維圖，由圖知列車軌道I和中心鋼軌2通過軌道卡扣14固定于直軌道板301和弧形軌道板302上，傾斜和水平布置的直軌道板301通過弧形軌道板302實(shí)現(xiàn)圓滑連接，其中列車軌道1、中心鋼軌2、直軌道板301和弧形軌道板302均采用分段拼接，列車軌道I和中心鋼軌2與直軌道板301和弧形軌道板302密貼，傾斜布置的直軌道板301通過鉸接裝置7于水平支撐橫梁403實(shí)現(xiàn)鉸接，從而實(shí)現(xiàn)坡度可調(diào)。在上下升降調(diào)節(jié)坡度時(shí)，縱向支撐橫梁404按尺寸要求進(jìn)行更換。整個(gè)區(qū)段由支撐架4支撐，支撐架4三維圖見圖5，其由六根固定支撐柱401和/或活動(dòng)支撐柱402，四根縱向支撐橫梁404和四根水平支撐橫梁403構(gòu)成。固定支撐柱401、活動(dòng)支撐柱402、水平支撐橫梁403、縱向支撐橫梁404均由二塊250mmX 15mm鋼板和一塊400mmX 20mm鋼板焊接組成，縱向支撐橫梁404通過螺栓與水平支撐橫梁403連接，水平支撐橫梁403則通過螺栓分別于固定支撐柱401、活動(dòng)支撐柱402連接，固定支撐柱401、活動(dòng)支撐柱402通過螺栓安裝在支撐固定底座405上。其中固定支撐柱401高IOm,固定于廠房柱旁邊不可拆卸；活動(dòng)支撐柱402高3m，平時(shí)不用可拆卸保存起來，只留下支撐固定底座405，這樣可大大節(jié)省廠房空間。固定支撐柱401和活動(dòng)支撐柱402上端2m范圍內(nèi)預(yù)先留有兩排間隔IOOmm的螺栓孔，固定支撐柱401的頂端安裝有大型電葫蘆501，電葫蘆501通過鋼纜繩502與水平支撐橫梁403連接，通過兩端電葫蘆501的同步起吊配合千斤頂，可以實(shí)現(xiàn)軌道系統(tǒng)的整體豎直升降和傾斜的直軌道板301的斜坡調(diào)整。固定支撐柱401與活動(dòng)支撐柱402之間相隔Sm，直軌道板301的斜坡角度可在0°?50°之間調(diào)整，系統(tǒng)最大可提供14.0m/s的速度。兩根活動(dòng)支撐柱402之間相隔7m，保證最大縮尺比1/4情況下，至少加速后有一節(jié)車廂處于水平狀態(tài)，隨后才進(jìn)入試驗(yàn)段S進(jìn)行試驗(yàn)。水平支撐橫梁403中間亦預(yù)先留有水平支撐橫梁螺栓孔16，可以實(shí)現(xiàn)整體軌道系統(tǒng)的水平調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)和中間試驗(yàn)段S的準(zhǔn)確連接。第一支撐段Z1、第二支撐段Z2的軌道板3亦預(yù)留有軌道板螺栓槽15，軌道板螺栓槽15分深淺設(shè)計(jì)，通過鋪特制摩擦材料調(diào)整摩擦系數(shù)可保證固定穩(wěn)固，從而可以實(shí)現(xiàn)列車軌距的無極調(diào)整，以滿足不同縮尺比例的列車模型9軌距要求。中間試驗(yàn)段S和第一支撐段Z1、第二支撐段Z2通過橡膠列車引導(dǎo)軌801、橡膠中心引導(dǎo)軌802連接，如圖6所示，橡膠列車引導(dǎo)軌801、橡膠中心引導(dǎo)軌802的作用是，即使在試驗(yàn)振動(dòng)過程中，仍可保證第一支撐段Z1、第二支撐段Z2和中間試驗(yàn)段S的軌道連接。試驗(yàn)段S和第一支撐段Z1、第二支撐段Z2的列車軌道I和/或中心導(dǎo)軌2采用橡膠連接，試驗(yàn)時(shí)用于列車加速一側(cè)的列車軌道I和/或中心導(dǎo)軌2可于試驗(yàn)段S斷開，從而不影響列車的上橋振動(dòng)特征。動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)為鋪設(shè)有兩條并行列車軌道的雙線系統(tǒng)，包括I號(hào)線和II號(hào)線。以I號(hào)線為例，列車模型9由I號(hào)線第一支撐段Zi滑下，通過重力做正功將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，使列車達(dá)到預(yù)定試驗(yàn)速度后，在中間試驗(yàn)段S進(jìn)行車-橋耦合振動(dòng)模擬試驗(yàn)，之后沖上I號(hào)線第二支撐段Z2，重力做負(fù)功，速度減小，最后通過特制掛鉤/脫鉤裝置6 (脫鉤裝置601和掛鉤裝置602)將列車停止，II號(hào)線類同。掛鉤/脫鉤裝置6的特點(diǎn)是鉤子前面是弧形設(shè)計(jì)，保證列車前的掛鉤能順利平穩(wěn)的和掛鉤裝置602的鉤子接觸，從而可有效的防止列車上坡后倒溜。試驗(yàn)段S主要包括直軌道板301，列車軌道1，中心導(dǎo)軌2，列車模型9及焊接在列車模型9上的特制保護(hù)鋼卡槽10，列車卡扣14以及橋梁模型11，振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)12等。列車軌道I和中心導(dǎo)軌2同樣通過了軌道卡扣14固定于直軌道板301上，直軌道板301連接在橋梁模型11上，整個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)段通過橋墩布置在振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)12上。中心鋼軌2的截面形狀為I型，兩端翼緣鋼板為150mmX40mm、250mmX30mm,中間腹板為300mmX50mm,采用焊接連接。特制保護(hù)卡槽10通過縮口設(shè)計(jì)緊密包圍中心鋼軌2，形成相互嵌套，但是又預(yù)留有足夠的空隙(例如上下預(yù)留35mm，左右預(yù)留25mm的空隙)，這樣列車脫軌后可保證其不掉下軌道，確保了整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。通過以上設(shè)計(jì)為地震下鐵路橋上列車走行安全的動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)研究提供了技術(shù)保證。
【權(quán)利要求】
1.一種地震下鐵路橋上列車走行安全的動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括橋梁模型和列車模型；橋梁模型底部設(shè)有用以支撐橋梁模型并調(diào)節(jié)橋梁模型傾斜角度和水平位置的支撐架組件，橋梁模型的橋面上鋪設(shè)有軌道板，軌道板上鋪設(shè)有用以引導(dǎo)列車模型行車路線的列車軌道以及用以防止列車模型墜落的中心軌道，列車軌道與中心軌道相互平行；橋梁模型包括利用傾斜角度調(diào)節(jié)列車模型預(yù)定速度的第一支撐段、用以進(jìn)行車-橋耦合振動(dòng)試驗(yàn)的試驗(yàn)段以及利用傾斜角度停止列車模型運(yùn)行的第二支撐段，第一支撐段和第二支撐段分別連接在試驗(yàn)段的兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震下鐵路橋上列車走行安全的動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)為鋪設(shè)有兩條并行列車軌道的雙線系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震下鐵路橋上列車走行安全的動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，軌道板與支撐架組件之間通過鉸接連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震下鐵路橋上列車走行安全的動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，軌道板包括直軌道板和弧形軌道板；直軌道板設(shè)置在第一支撐段、試驗(yàn)段和第二支撐段三者的平板面上，弧形軌道板設(shè)置在第一支撐段與試驗(yàn)段的轉(zhuǎn)角部位上以及試驗(yàn)段與第二支撐段之間的轉(zhuǎn)角部位上；直軌道板與弧形軌道板之間采用弧形圓滑連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的地震下鐵路橋上列車走行安全的動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，直軌道板、弧形軌道板、列車軌道、中心軌道中的至少一個(gè)為分段可拆卸的分段構(gòu)件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震下鐵路橋上列車走行安全的動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，第一支撐段上設(shè)有用以調(diào)節(jié)第一支撐段相對(duì)于試驗(yàn)段的傾斜角度和水平位置的電葫蘆和鉸鏈裝置；第二支撐段上設(shè)有用以調(diào)節(jié)第二支撐段相對(duì)于試驗(yàn)段的傾斜角度和水平位置的電葫蘆和鉸鏈裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的地震下鐵路橋上列車走行安全的動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，第一支撐段和/或第二支撐段分別在頂部設(shè)有用以固定和列車模型的掛鉤裝置以及用以啟動(dòng)列車模型的脫鉤裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震下鐵路橋上列車走行安全的動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，支撐架組件包括用以固定動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)的固定支撐柱、用以支撐橋梁模型橋面高度的水平支撐橫梁、用以固定橋梁模型水平位置的縱向支撐橫梁以及用以調(diào)節(jié)水平支撐橫梁高度的活動(dòng)支撐柱；水平支撐橫梁兩端分別支撐在固定支撐柱上，或者水平支撐橫梁兩端分別支撐在活動(dòng)支撐柱上；縱向支撐橫梁兩端分別固定在水平支撐橫梁上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的地震下鐵路橋上列車走行安全的動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，固定支撐柱和/或活動(dòng)支撐柱底部設(shè)有用以將上部集中荷載分散的支撐固定底座；或者第一支撐段和/或第二支撐段底部的固定支撐柱和/或活動(dòng)支撐柱上預(yù)留有用以調(diào)節(jié)第一支撐段和/或第二支撐段高度位置的螺栓孔；固定支撐柱和/或活動(dòng)支撐柱上還設(shè)有用以調(diào)節(jié)第一支撐段和/或第二支撐段傾斜角度的電葫蘆；或者第一支撐段和/或第二支撐段底部的水平支撐橫梁上預(yù)留有用以調(diào)節(jié)第一支撐段和/或第二支撐段水平方向位置的螺栓孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的地震下鐵路橋上列車走行安全的動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，軌道板上預(yù)留有槽內(nèi)深淺變化并用以列車軌道之間無極調(diào)節(jié)的的螺栓槽，螺栓槽內(nèi)還鋪設(shè)有用以調(diào)整槽內(nèi)摩擦系數(shù)的摩擦材料；或者中心軌道的截面形狀為I形，列車模型底部設(shè)有截面形狀為與中心軌道相匹配的開口環(huán)形狀的卡扣結(jié)構(gòu)，卡扣結(jié)構(gòu)與I形軌道相互嵌套；或者第一支撐段與試驗(yàn)段之間通過用以消除列車模型的振動(dòng)特征的橡膠連接件進(jìn)行連接；第二支撐段與試驗(yàn)段之間通過用以消除列車模型的振動(dòng)特征的橡膠連接件進(jìn)行連接；或者橋梁模型底部還設(shè)有用以提供地震模擬條件的振動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)；或者中心軌道上設(shè)有橡膠中心引導(dǎo)軌；列車軌道上設(shè)有橡膠列車引導(dǎo)軌。
【文檔編號(hào)】G01M7/02GK103698140SQ201310674471
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】國巍, 余志武, 蔣麗忠, 劉漢云, 毛建鋒, 陳令坤 申請(qǐng)人:中南大學(xué), 高速鐵路建造技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室