楊艷麗

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司線站處,武漢 430063)

線路縱向阻力是進行無縫線路設計的重要參數(shù),對于無砟軌道,線路縱向阻力根據(jù)扣件縱向阻力取值。WJ-7、WJ-8型扣件在我國客運專線無砟軌道中普遍采用,因此,有必要對WJ-7、WJ-8型扣件阻力進行現(xiàn)場測試,從而確定無砟軌道無縫線路扣件縱向阻力設計參數(shù)。本文在武廣客專武漢綜合試驗段對WJ-7、WJ-8型常阻力扣件及WJ-7、WJ-8型小阻力扣件縱向阻力進行現(xiàn)場測試,對實測數(shù)據(jù)進行數(shù)理統(tǒng)計分析,確定了各類型扣件縱向阻力的合理取值,研究結果可為無砟軌道無縫線路設計線路阻力取值提供參考。

1 測試原理與方法

在測試工點預先埋置好扣件錨固螺栓的預埋套管和國產(chǎn)雙塊式軌枕。通過扣件將短鋼軌扣在承軌槽內,鋼軌表面無脫落銹跡,扣件安裝前對緊固螺栓的螺紋部分涂防護油脂,就位后用扭力板手按規(guī)定扭矩(表1)緊固螺栓,使彈條中部前端下顎與絕緣塊接觸(即三點接觸)。沿鋼軌縱向在一端加力,在另一端用百分表測鋼軌縱向位移,從而得到縱向阻力與位移的關系,圖1為扣件縱向阻力測試裝置示意。

表1 扣件螺栓扭矩

圖1 扣件縱向阻力測試示意

2 測試結果

2.1 WJ-7、WJ-8型常阻力扣件

本次試驗在武廣客專綜合試驗段選取8組安裝W1型彈條和橡膠墊板的WJ-7、WJ-8型常阻力扣件進行了縱向阻力測試,WJ-7型常阻力扣件測試的縱向阻力-位移曲線如圖2所示,WJ-8型常阻力扣件測試的縱向阻力-位移曲線如圖3所示。

圖2 WJ-7型常阻力扣件縱向阻力-位移曲線

圖3 WJ-8型常阻力扣件縱向阻力-位移曲線

2.2 WJ-7、WJ-8型小阻力扣件

本次試驗在武廣客專綜合試驗段選取8組安裝X2型彈條和復合墊板的WJ-7、WJ-8型小阻力扣件進行了縱向阻力測試,WJ-7型小阻力扣件測試的縱向阻力-位移曲線如圖4所示,WJ-8型小阻力扣件測試的縱向阻力-位移曲線如圖5所示。

圖4 WJ-7型小阻力扣件縱向阻力-位移曲線

圖5 WJ-8型小阻力扣件縱向阻力-位移曲線

3 數(shù)據(jù)分析

3.1 WJ-7、WJ-8型常阻力扣件

綜合分析WJ-7型、WJ-8型常阻力扣件的縱向阻力-位移曲線可以得出：①扣件彈塑性臨界點在2～3 mm；②WJ-7型常阻力扣件的滑移阻力在13～16 kN,大多數(shù)為14 kN左右；③WJ-8型常阻力扣件的滑移阻力在13～18 kN,大多數(shù)為15 kN左右。

對測試結果采用最小二乘法進行擬合,采用冪指型形式,WJ-7、WJ-8型常阻力扣件縱向阻力r與縱向位移f的方程式可表示為式(1),阻力最大值為24 kN/m/軌,擬合曲線如圖6所示。

(1)

圖6 無砟軌道WJ-7、WJ-8型常阻力扣件縱向阻力-位移曲線

3.2 WJ-7、WJ-8型小阻力扣件

綜合分析WJ-7、WJ-8型小阻力扣件的扣件縱向阻力-位移曲線可以得出：①小阻力扣件彈塑性臨界點在0.5～1 mm；②WJ-7型小阻力扣件的滑移阻力在3～5 kN,大多數(shù)為4 kN；③WJ-8型小阻力扣件的滑移阻力在3～6 kN,大多數(shù)為4～5 kN。

對測試結果采用最小二乘法進行擬合,采用冪指型形式,WJ-7、WJ-8型小阻力扣件縱向阻力r與縱向位移f的方程式可表示為式(2),阻力最大值為6.48 kN/m/軌,擬合曲線如圖7所示。

(2)

圖7 無砟軌道WJ-7、WJ-8型小阻力扣件縱向阻力-位移曲線

4 結論

扣件縱向阻力是無砟軌道無縫線路計算的重要參數(shù),本文通過現(xiàn)場原位實測和數(shù)理統(tǒng)計的方法,對在我國客運專線無砟軌道中廣泛采用的WJ-7、WJ-8型常阻力扣件和WJ-7、WJ-8型小阻力扣件的縱向阻力進行了試驗研究,可得到以下結論為無縫線路的設計與研究提供參考：

(1)WJ-7、WJ-8型常阻力扣件縱向阻力的彈塑性臨界點在2～3 mm,每組扣件的滑移阻力為14～15 kN；

(2)WJ-7、WJ-8型常阻力扣件縱向阻力r隨鋼軌位移f的變化規(guī)律可表示為：r=17.5(1.37-e-20f1.2)(kN/m/軌)；

(3)WJ-7、WJ-8型小阻力扣件縱向阻力的彈塑性臨界點在0.5～1 mm之間,每組扣件的滑移阻力為4～5 kN左右；

(4)WJ-7、WJ-8型小阻力扣件縱向阻力r隨鋼軌位移f的變化規(guī)律可表示為：r=5.4(1.2-e-20f0.7)(kN/m/軌)。

[1]郝瀛等.鐵道工程[M].北京：中國鐵道出版社,2004.

[2]張向民,陳秀方,等.青藏鐵路無縫線路試驗段軌道參數(shù)試驗[J].鐵道科學與工程學報,2005(2).

[3]陳秀方.軌道工程[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2005.

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