高速铁路无砟轨道路基动力学模型试验系统

摘要

本发明公开了一种高速铁路无砟轨道路基动力学模型试验系统。该系统包括模型试验箱、高速铁路无砟轨道路基模型、激励系统和监测系统。高速铁路无砟轨道路基模型依次由地基、基床底层、基床表层、混凝土底座、CA砂浆、轨道板、扣件系统和钢轨组成，激励系统由一系列的激振器组成，通过协同控制每个激振器的激振频率和相位，实现不同运行速度下列车荷载的模拟。在路基模型中布置了动态土压力传感器和分层沉降计，混凝土底座内部埋设了钢筋应变计，轨道结构上布置了位移、加速度传感器，共同构成模型试验系统的监测系统。本发明可用于开展列车运行荷载下路基动力学模型试验的研究，可对不同的地基条件、路基结构和轨道不平顺进行评估和预测。

主权项

一种高速铁路无砟轨道路基动力学模型试验系统，其特征在于：该系统由模型试验箱（1）、高速铁路无砟轨道路基模型（2）、激励系统（3）和监测系统（4）构成；其中：1) 模型试验箱（1）：是由四个侧面钢板和底板构成的长方形钢结构模型槽；2) 高速铁路无砟轨道路基模型（2）：在模型试验箱（1）底板上由下至上依次设置有碎石和砂垫层（22）、地基（7）、基床底层（8）、基床表层（9）、混凝土底座（10）、CA砂浆（11）、轨道板（12）、扣件系统（13）和两根钢轨（14）；两根钢轨（14）通过扣件系统（13）连接在轨道板（12）上，基床底层（8）和基床表层（9）构成基床底层（8）底面大而基床表层（9）上面小其坡度为1:1.5的梯形体； 3) 激励系统（3）：包括多个激振器（15）、与激振器（15）个数相同的分配梁（16）；分配梁（16）按照扣件系统（13）的间距设置在两根钢轨（14）上，每个激振器（15）分别安置于各自的分配梁（16）上表面中心； 4) 监测系统（4）：包括多个动态土压力传感器（17）、多个分层沉降计（18）、多个钢筋应变计（19）、多个位移传感器（20）和多个加速度传感器（21）；多个动态土压力传感器（17）分别布置在混凝土底座（10）正下方区域的地基（7）中间厚度处、基床底层（8）与地基（7）结合处、基床底层（8）中间厚度处、基床底层（9）与基床表层（9）结合处和基床表层（9）与混凝土底座（10）结合处；多个分层沉降计（18）分别布置在混凝土底座（10）正下方区域的基床底层（8）与地基（7）结合处、基床底层（9）与基床表层（9）结合处和基床底层（9）与混凝土底座（10）结合处；多个钢筋应变计（19）按照扣件系统（13）的间距分别连接在混凝土底座（10）上下表层的两层钢筋上，位置分别对应于上方的两根钢轨（14）及轨道板（12）纵向中心线；多个位移传感器（20）按照扣件系统（13）的间距分别布置在轨道板（12）表面的纵向中心线及轨道板（12）两侧靠近扣件系统（13）处；多个加速度传感器（21）按照扣件系统（13）的间距分别布置在轨道板（12）表面的纵向中心线及轨道板（12）两侧靠近扣件系统（13）处。