楊艷麗
(中鐵第四勘察設(shè)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(shè)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(shè)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(jié)果可為無砟軌道無縫線路設(shè)計線路阻力取值提供參考。
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(nèi),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(guān)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
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
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
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(jié)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
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(jié)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
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(jié)論為無縫線路的設(shè)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)。
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