轨枕支反力测试方法技术

本发明专利技术公开了一种轨枕支反力测试方法，包括下列步骤：步骤A，在钢轨(1)上且位于相邻的第一轨枕(2)和第二轨枕(3)之间的跨中位置施加垂直于所述钢轨(1)向下的作用力P；测量所述钢轨(1)位于第一、第二轨枕两侧的轨腰中性轴位置处的剪应力之和S，S＝τ1+τ2，测量所述钢轨(1)位于第一轨枕两侧的轨腰中性轴位置处的剪应力之和S'，S'＝τ1'+τ2'；步骤B，利用公式计算轨枕支反力，其中R为所述第一轨枕(2)或所述第二轨枕(3)对钢轨的支反力。本发明专利技术提供的轨枕支反力测试方法，利用钢轨本身作为传感元件，无需松开钢轨扣件，可以精确、经济、快捷地测量轨枕的支反力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铁路轨道领域，具体地，涉及一种铁路轨枕支反力的测试方法。
技术介绍
铁路轨道指用条形的钢材铺设在轨枕上形成的供火车等行驶的路线。轨枕支反力等参数直接表征了轨道所处的状态及轨道承受列车荷载的能力，因此需寻找一种直观、方便、经济、快捷的支反力测试方法，为保障行车安全以及确定轨枕承载强度设计值提供依据。现有的轨道轨枕支反力测试方法主要是在钢轨和轨枕间垫入压力传感元件，即测力垫板，通过测力垫板来检测轨枕的支反力，但是在用该测试方法检测轨道的支反力时，需要将扣件松开，作业量大，对于时间紧迫的铁路天窗，实用性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种轨枕支反力测试方法，利用钢轨本身作为传感元件，无需松开钢轨扣件，可以精确、经济、快捷地测量轨枕的支反力。为了实现上述目的，本专利技术提供一种轨枕支反力测试方法，包括下列步骤：步骤A，在钢轨上且位于相邻的第一轨枕和第二轨枕之间的跨中位置施加垂直于所述钢轨的向下的作用力P；测量所述钢轨的轨腰中性轴位置处的剪应力之和S，S＝τ1+τ2，其中τ1为位于所述第一轨枕远离所述第二轨枕一侧的所述钢轨的轨腰中性轴且靠近所述第一轨枕位置处的剪应力，其中τ2为位于所述第二轨枕远离所述第一轨枕一侧的所述钢轨的轨腰中性轴位置且靠近所述第二轨枕处的剪应力；测量所述钢轨的轨腰中性轴位置处的剪应力之和S'，S'＝τ1'+τ2'，其中τ1'为所述第一轨枕远离所述第二轨枕一侧的所述钢轨的轨腰中性轴靠近所述第一轨枕位置处的剪应力，其中τ2'为所述第一轨枕和所述第二轨枕之间且靠近所述第一轨枕一侧的所述钢轨的轨腰中性轴位置处的剪应力；步骤B，利用公式计算轨枕支反力，其中R为所述第一轨枕或所述第二轨枕对钢轨的支反力。优选地，在所述步骤A中，所述其中τ3'为所述第二轨枕远离所述第一轨枕一侧的所述钢轨的轨腰中性轴且靠近所述第二轨枕位置处的剪应力，其中τ4'为所述第一轨枕和所述第二轨枕之间且靠近所述第二轨枕一侧的所述钢轨的轨腰中性位置处的剪应力。优选地，所述第一轨枕远离所述第二轨枕一侧的所述钢轨的轨腰中性轴且靠近所述第一轨枕位置处粘贴45°设置的第一应变片、第二应变片、第三应变片和第四应变片，所述第一应变片和第二应变片位于所述钢轨的轨腰的一侧且关于所述钢轨的中性轴上下对称，所述第三应变片和第四应变片位于所述钢轨的轨腰的另一侧且关于所述钢轨的中性轴上下对称；所述第二轨枕远离所述第一轨枕一侧的所述钢轨的轨腰中性轴且靠近所述第二轨枕位置处粘贴45°设置的第五应变片、第六应变片、第七应变片和第八应变片，所述第五应变片和第六应变片位于所述钢轨的轨腰的一侧且关于所述钢轨的中性轴上下对称，所述第七应变片和第八应变片位于所述钢轨的轨腰的另一侧且关于所述钢轨的中性轴上下对称；依次顺序连接第一应变片、第五应变片、第二应变片、第六应变片、第三应变片、第七应变片、第八应变片和第四应变片，组成全桥电路，将第六应变片与第三应变片之间的节点a、第二应变片与第五应变片之间的节点b、第一应变片与第四应变片之间的节点c、第八应变片与第七应变片之间的节点d分别与应变仪的A、B、C、D接线柱连接，以通过应变仪测量τ1+τ2。优选地，所述第一轨枕和所述第二轨枕之间且靠近所述第一轨枕一侧的所述钢轨的轨腰中性位置处粘贴45°设置的第九应变片、第十应变片、第十一应变片和第十二应变片，所述第九应变片和第十应变片位于所述钢轨的轨腰的一侧且关于所述钢轨的中性轴上下对称，所述第十一应变片和第十二应变片位于所述钢轨的轨腰的另一侧且关于所述钢轨的中性轴上下对称；依次顺序连接第一应变片、第九应变片、第二应变片、第十应变片、第三应变片、第十一应变片、第十二应变片和第四应变片，组成全桥电路，将第十应变片与第三应变片之间的节点a、第二应变片与第九应变片之间的节点b、第一应变片与第四应变片之间的节点c、第十二应变片与第十一应变片之间的节点d分别与应变仪的A、B、C、D接线柱连接，以通过应变仪测量τ1'+τ2'。优选地，所述第一轨枕和所述第二轨枕之间且靠近所述第二轨枕一侧的所述钢轨的轨腰中性位置处粘贴45°设置的第十三应变片、第十四应变片、第十五应变片和第十六应变片，所述第十三应变片和第十四应变片位于所述钢轨的轨腰的一侧且关于所述钢轨的中性轴上下对称，所述第十五应变片和第十六应变片位于所述钢轨的轨腰的另一侧且关于所述钢轨的中性轴上下对称；依次顺序连接第十三应变片、第五应变片、第十四应变片、第六应变片、第十五应变片、第七应变片、第八应变片和第十六应变片，组成全桥电路，将第六应变片与第十五应变片之间的节点a、第五应变片与第十四应变片之间的节点b、第十六应变片与第十三应变片之间的节点c、第七应变片与第八应变片之间的节点d分别与应变仪的A、B、C、D接线柱连接，以通过应变仪测量τ3'+τ4'。本专利技术与现有技术的不同之处在于，本专利技术通过测量钢轨的相邻的两个轨枕的外侧的中性轴处的剪应力之和，并测量钢轨的一个轨枕的两侧的中性轴上的剪应力之和，然后利用公式即可得到钢轨在轨枕处所受到的支反力，该测量方法相对于通过测力垫板方式，无需松开钢轨扣件，并且通过该测量方法获得的支反力与实际值吻合度较高，具体的测试对比数据将在下述的具体实施方式中说明。因此，本专利技术提供了一种精确、经济、快捷地测量轨枕支反力的方法。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术的轨枕支反力测试方法中的钢轨轨枕结构受力图；图2是对图1中的钢轨的相邻的两个轨枕取隔离体的受力图；图3是对图1中的钢轨的一个轨枕取隔离体的受力图；图4是本专利技术的轨枕支反力测试方法中对钢轨粘贴应变片的结构示意图；图5是图4的左视图；图6是本专利技术的轨枕支反力测试方法中应变片组桥桥路一的结构示意图；图7是本专利技术的轨枕支反力测试方法中应变片组桥桥路二的结构示意图；图8是本专利技术的轨枕支反力测试方法中应变片组桥桥路三的结构示意图；附图标记说明1钢轨2第一轨枕3第二轨枕4第一应变片5第二应变片6第三应变片7第四应变片8第五应变片9第六应变片10第七应变片11第八应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨枕支反力测试方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤A，在钢轨(1)上且位于相邻的第一轨枕(2)和第二轨枕(3)之间的跨中位置施加垂直于所述钢轨(1)向下的作用力P；测量所述钢轨(1)的轨腰中性轴位置处的剪应力之和S，S＝τ1+τ2，其中τ1为位于所述第一轨枕(2)远离所述第二轨枕(3)一侧的所述钢轨(1)的轨腰中性轴且靠近所述第一轨枕(2)位置处的剪应力，其中τ2为位于所述第二轨枕(3)远离所述第一轨枕(2)一侧的所述钢轨(1)的轨腰中性轴位置且靠近所述第二轨枕(3)处的剪应力；测量所述钢轨(1)的轨腰中性轴位置处的剪应力之和S'，S'＝τ1'+τ2'，其中τ1'为所述第一轨枕(2)远离所述第二轨枕(3)一侧的所述钢轨(1)的轨腰中性轴靠近所述第一轨枕(2)位置处的剪应力，其中τ2'为所述第一轨枕(2)和所述第二轨枕(3)之间且靠近所述第一轨枕(2)一侧的所述钢轨(1)的轨腰中性轴位置处的剪应力；步骤B，利用公式计算轨枕支反力，其中R为所述第一轨枕(2)或所述第二轨枕(3)对钢轨的支反力。

【技术特征摘要】
1.一种轨枕支反力测试方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤A，在钢轨(1)上且位于相邻的第一轨枕(2)和第二轨枕(3)
之间的跨中位置施加垂直于所述钢轨(1)向下的作用力P；
测量所述钢轨(1)的轨腰中性轴位置处的剪应力之和S，S＝τ1+τ2，其
中τ1为位于所述第一轨枕(2)远离所述第二轨枕(3)一侧的所述钢轨(1)
的轨腰中性轴且靠近所述第一轨枕(2)位置处的剪应力，其中τ2为位于所
述第二轨枕(3)远离所述第一轨枕(2)一侧的所述钢轨(1)的轨腰中性
轴位置且靠近所述第二轨枕(3)处的剪应力；
测量所述钢轨(1)的轨腰中性轴位置处的剪应力之和S'，S'＝τ1'+τ2'，
其中τ1'为所述第一轨枕(2)远离所述第二轨枕(3)一侧的所述钢轨(1)
的轨腰中性轴靠近所述第一轨枕(2)位置处的剪应力，其中τ2'为所述第一
轨枕(2)和所述第二轨枕(3)之间且靠近所述第一轨枕(2)一侧的所述
钢轨(1)的轨腰中性轴位置处的剪应力；
步骤B，利用公式计算轨枕支反力，其中R为所述第一轨枕(2)
或所述第二轨枕(3)对钢轨的支反力。
2.根据权利要求1所述的轨枕支反力测试方法，其特征在于，在所述
步骤A中，所述其中τ3'为所述第二轨枕(3)远离所述
第一轨枕(2)一侧的所述钢轨(1)的轨腰中性轴且靠近所述第二轨枕(3)
位置处的剪应力，其中τ4'为所述第一轨枕(2)和所述第二轨枕(3)之间
且靠近所述第二轨枕(3)一侧的所述钢轨(1)的轨腰中性位置处的剪应力。
3.根据权利要求1所述的轨枕支反力测试方法，其特征在于，所述第
一轨枕(2)远离所述第二轨枕(3)一侧的所述钢轨(1)的轨腰中性轴且

\t靠近所述第一轨枕(2)位置处粘贴45°设置的第一应变片(4)、第二应变
片(5)、第三应变片(6)和第四应变片(7)，所述第一应变片(4)和第二
应变片(5)位于所述钢轨(1)的轨腰的一侧且关于所述钢轨(1)的中性
轴上下对称，所述第三应变片(6)和第四应变片(7)位于所述钢轨(1)
的轨腰的另一侧且关于所述钢轨(1)的中性轴上下对称；
所述第二轨枕(3)远离所述第一轨枕(2)一侧的所述钢轨(1)的轨
腰中性轴且靠近所述第二轨枕(3)位置处粘贴45°设置的第五应变片(8)、
第六应变片(9)、第七应变片(10)和第八应变片(11)，所述第五应变片
(8)和第六应变片(9)位于所述钢轨(1)的轨腰的一侧且关于所述钢轨
(1)的中性轴上下对称，所述第七应变片(10)和第八应变片(11)位于
所述钢轨(1)的轨腰的另一侧且关于所述钢轨(1)的中性轴上下对称；
依次顺序连接第一应变片(4)、第五应变片(8)、第二应变片(5)、第
六应变片(9)、第三应变片(6)、第七应变片(10)、第...

【专利技术属性】
技术研发人员：常晓东，许玉德，李新国，李海锋，周宇，孙小辉，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司，中国神华能源股份有限公司神朔铁路分公司，同济大学，
类型：发明
国别省市：北京;11