[实用新型]一种有砟铁路钢桥柔性桥面铺装耐道砟疲劳试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种有砟铁路钢桥柔性桥面铺装耐道砟疲劳试验装置。

背景技术

通过分析国内主要的钢桥面铺装研究成果，从选用的材料角度出发，我国铁路桥面铺装防护体系主要有以下几种：混凝土防护体系，其应用代表为武汉天兴洲公铁两用大桥和南京大胜关长江大桥；环氧沥青混凝土铁路桥面防护体系，其应用代表为东新赣江特大桥；浇筑式沥青混凝土铁路桥面防护体，其的应用代表为铜陵公铁两用大桥。商合杭铁路芜湖长江公铁大桥经调研和理论分析，拟采用“冷拌树脂沥青混凝土(RA)+树脂沥青粘结层+环氧粘结碎石层(EBCL)+钢桥面”的铁路桥面铺装形式，简称ER铺装。ER铺装主要原材料环氧树脂等为高分子化学材料，其EBCL环氧粘结碎石层可有效解决铺装层抗剪问题；采用冷拌树脂沥青混合料，耐高温、耐水损、耐疲劳性能好，但由于受到恶劣的自然环境和运营条件的影响，实际运营中往往出现开裂、鼓起、脱落等现象。相比较公路铺装，铁路铺装受道砟的保护，不受阳光的辐射、雨水侵蚀等，且铁路桥面由于道砟的扩散作用所受应力较小，铁路桥面铺装使用寿命应高于公路桥面铺装。

国内外虽有铁路桥面铺装的应用，但却没有行之有效的试验方法或装置来验证有砟铁路钢桥柔性桥面铺装耐道砟疲劳的疲劳性能，为钢桥柔性桥面铺装应用于有砟铁路上提供理论支撑。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种有砟铁路钢桥柔性桥面铺装耐道砟疲劳试验装置，对新型有砟铁路桥面铺装进行材料和力学性能试验以及结构验证试验提供了有效途径。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种有砟铁路钢桥柔性桥面铺装耐道砟疲劳试验装置，包括试验结构、加载系统和测试系统；

所述试验结构包括正交异性桥面板局部足尺模型、铺装层、5根轨枕、扣件、道砟、2条钢轨和2根分载梁；

所述正交异性桥面板局部足尺模型上方铺设有铺装层；所述2条钢轨和扣件将相邻5根轨枕连接成整体，且设置于铺装层上方；所述轨枕与铺装层之间、轨枕之间均填充有道砟；所述2根分载梁分别对称放置于2条钢轨之上；

加载系统作用于2根分载梁上；

沿所述正交异性桥面板局部足尺模型的中线对称布置有若干个应变片和若干个位移计，测试系统对所述应变片和位移计的测量数据进行数据采集和处理。

进一步的，所述道砟厚度为35cm，所述道砟两侧采用道砟挡板封闭。

进一步的，所述铺装层为ER铺装形式，厚度为3.3cm，铺装面积3.5m×2.8m。

进一步的，所述钢轨和扣件的均采用规格为75kg/m的重载铁路用钢轨和配套扣件。

进一步的，所述轨枕为高速铁路重型轨道III型混凝土轨枕，轨枕间距为0.6m。

进一步的，所述加载系统采用50t加载试验机，加载频率在2～4Hz之间。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型针对铁路道砟桥面铺装特有的构造特点，就道砟对铺装的竖向刺穿疲劳作用，设计试验方案进行验证。本实用新型的核心发明点在于试件设计和加载装置设计上。通过采用正交异性桥面板足尺模型，有效模拟了在高速列车轮轴竖向循环作用下，验证桥面铺装层是否出现局部凸起、凹陷、磨损、刺穿和破碎。且试验发现：在高速列车轴重作用下，ER铺装具有较好的耐刺穿疲劳特性。

附图说明

图1为本实用新型所述试样装置的结构示意图；

图2为本实用新型所述正交异性桥面板局部足尺模型的截面图；

图3为本实用新型所述正交异性桥面板局部足尺模型的侧面图；

图4为本实用新型所述正交异性桥面板局部足尺模型的平面图；

图5为本实用新型所述正交异性桥面板局部足尺模型上应力测点布置图；

图6本实用新型所述正交异性桥面板局部足尺模型上位移测点布置图；

其中，1-正交异性桥面板局部足尺模型，2-轨枕，3-分载梁，4-钢轨，5-加载试验机，6-道砟。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型提供一种有砟铁路钢桥柔性桥面铺装耐道砟疲劳试验装置，包括试验结构、加载系统和测试系统。

所述试验结构包括正交异性桥面板局部足尺模型1、铺装层、5根轨枕2、扣件、道砟6、2条钢轨4和2根分载梁3。