[发明专利]一种轮轨滚动滑动接触加载试验装置

说明书

本发明涉及一种轮轨滚动滑动接触加载试验装置，包括设置于地面的基础底面和跨越设置于所述基础底面上方的反力架，所述基础底面上设有支撑台钢轨，所述支撑台钢轨上设有对应的轨道滚轮，支撑台设有所述轨道滚轮上，所述支撑台上设有试验钢轨，所述试验钢轨上设有轮对，所述轮对外部设有用于固定的轮对固定框架，所述反力架上设有框架抬升装置，所述轮对固定框架经所述反力架与所述框架抬升装置相连接，所述反力架上还设有横向加载动作器和垂向加载动作器，并分别与所述支撑台和所述轮对对应连接，所述支撑台上还设有纵向加载动作器，所述纵向加载动作器还与平台纵移驱动相连接。本发明具有再现真实车辆单方向或双方向在钢轨上运行的情况等优点。

技术领域

本发明涉轨道交通测试分析技术领域，尤其是涉及一种轮轨滚动滑动接触加载试验装置。

背景技术

我国的陆路交通发展不仅体现在建设规模上，同时也体现在其综合技术水平上，高速、重载已经逐渐成为陆路交通的主要发展方向。交通设施的研究从即时的力学性能走向长期的使用性能。例如，在轨道交通的运营中，高速度、高密度、大重量的列车荷载反复作用在轨道上，轨道结构和基础所承受的荷载特征向高频重载状态方向发展，容易造成轨道结构几何状态的恶化、钢轨损伤和磨耗、扣件的损坏、道床的弹性失效和横纵向阻力降低、轨道板的断裂或破坏、路基长期变形或不均匀变形过大等病害，使轨道无法保持稳定、平顺，影响乘车舒适度，严重时甚至危及行车安全。因此，近十年来，以美、英、日为代表的发达国家对运输设施长期使用性能的研究十分重视，通过建立先进、完整的设施结构长期使用性能测试分析系统，模拟真实运输条件下的荷载和作用频次，来分析这种荷载长时间作用下的基础结构的损伤、破坏的发生机理和发展规律。

为适应我国交通基础设施建设的形式以及相关学科发展的要求，就必须建立基于真实情况的道路与铁道工程高频重载试验系统。该系统能模拟高频重载条件下的轨道和道路随机荷载、模拟轮轨滚动接触关系及其伤损发生、发展变化情况，从而掌握高速度、高密度、大重量条件下的轮-轨相互作用关系、荷载传递特征；分析钢轨伤损及其材质的成因及变化规律；测试并建立轨道状态检测和安全监控系统，为保证铁道高速度、高密度、重载条件下的安全、舒适运行提供全面的理论支撑。

为此，是要建立先进、完整的设施结构长期使用性能测试分析系统，模拟真实运输条件下的荷载和作用频次，来分析这种荷载长时间作用下的基础结构的损伤、破坏的发生机理和发展规律。该系统能模拟高频重载条件下的轨道和道路随机荷载、模拟轮轨滚动接触关系及其伤损发生、发展变化情况，从而掌握高速度、高密度、大重量条件下的车-轨、轮-轨相互作用关系、荷载传递特征；研究道路结构、轨道结构和下部基础的伤损发展规律、变形特点；分析钢轨伤损及其材质的成因及变化规律；测试并建立轨道状态检测和安全监控系统，为保证道路和铁道高速度、高密度、重载条件下的安全、舒适运行提供全面的理论支撑。

近似试验台包括：

(1)1：1轮轨滚动试验台(wheel-rail test rig)(奥地利voestalpine公司)单轮-单轨滚动接触；具体相关特性包括：

1)加载：垂直加载100t、横向加载10t、纵向加载3.5t，荷载通过液压系统加载到车轮上

2)钢轨试件长1.5m，其中两端长度共0.5m用于固定钢轨，为非试验区。中间约1m长度为轮轨接触试验区，又分为3个部分：前部约0.2m长度内，液压系统加压驱动钢轨支持装置，使钢轨加速前进；中间约0.5m长度为车轮稳定速度和加载作用钢轨，所有的轮轨加载测试集中在这部分；后部约0.2m长度为减载区，使钢轨支持装置减速。

3)钢轨的轨底坡可调，轨底坡的调节通过更换钢轨下的垫板或楔子来实现；

4)可模拟曲线(车轮冲角范围为-0.25～0.5度，同时调整横向力和垂直力的作用位置)