徐建威 柴金飛
(1.中國(guó)鐵路呼和浩特局集團(tuán)有限公司工務(wù)部,呼和浩特 010050;2.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司鐵道建筑研究所,北京 100081)
對(duì)錦赤鐵路朝陽(yáng)北至錦州段鐵路路橋過渡段進(jìn)行23 t 軸重貨車條件下實(shí)車運(yùn)行測(cè)試,分析貨物試驗(yàn)列車以速度30,40,50,60,70,80,88 km/h 通過時(shí)路橋過渡段的受力、變形以及振動(dòng)特性,評(píng)價(jià)23 t軸重貨車條件下鐵路路橋過渡段動(dòng)力性能的工程適應(yīng)性和設(shè)計(jì)合理性,為其養(yǎng)護(hù)維修提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[1-8]。
對(duì)錦赤鐵路朝陽(yáng)北至錦州段鐵路路橋過渡段進(jìn)行貨物列車準(zhǔn)靜態(tài)標(biāo)定、路橋過渡段動(dòng)力性能測(cè)試,采用的貨物試驗(yàn)列車編組為機(jī)車DF8B+15輛C70重車+15輛C70空車+機(jī)車DF8B。
路橋過渡段動(dòng)力性能現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試主要技術(shù)設(shè)備(圖1)及系統(tǒng)包含:①動(dòng)應(yīng)力測(cè)試模塊,土壓力傳感器+數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。②動(dòng)變形測(cè)試模塊,高精度位移計(jì)+數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。③振動(dòng)加速度測(cè)試模塊,振動(dòng)加速度傳感器+數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。主要測(cè)試內(nèi)容包括路橋過渡段基床動(dòng)荷載、動(dòng)變形和振動(dòng)加速度。
圖1 路橋過渡段傳感器布置示意
根據(jù)鐵建設(shè)〔2008〕133 號(hào)《客貨共線鐵路工程竣工驗(yàn)收動(dòng)態(tài)檢測(cè)指導(dǎo)意見》6.2.2 條,路橋過渡段動(dòng)力性能評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)為:①路基動(dòng)荷載最大值不得大于測(cè)試均值的2倍或通常情況測(cè)試值。②路基動(dòng)變形最大值不得大于測(cè)試均值的2倍或通常情況測(cè)試值。③路基振動(dòng)加速度最大值不得大于測(cè)試均值的2倍或通常情況測(cè)試值?,F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試見圖2。
圖2 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試
試驗(yàn)貨車以速度30,40,50,60,70,80,88 km/h 通過路橋過渡段,分析路橋過渡段的受力、變形及振動(dòng)特性。
試驗(yàn)貨車以不同速度通過時(shí),路橋過渡段鋼軌下路基表面的動(dòng)荷載與車速關(guān)系見圖3。可知,動(dòng)荷載隨車速變化趨勢(shì)不明顯。
圖3 動(dòng)荷載與車速關(guān)系
試驗(yàn)貨車運(yùn)行時(shí)路橋過渡段基床動(dòng)荷載見表1。可知,橋臺(tái)端機(jī)車、重車運(yùn)行時(shí)基床動(dòng)荷載最大值分別為27,31 kPa;路基端機(jī)車、重車運(yùn)行時(shí)基床動(dòng)荷載最大值分別為60,48 kPa。路橋過渡段動(dòng)荷載均小于100 kPa的限值[9-10],說明過渡段的設(shè)置基本合理。
表1 路橋過渡段基床動(dòng)荷載 kPa
試驗(yàn)貨車以不同速度通過時(shí),路橋過渡段軌枕間鋼軌外側(cè)路基表面動(dòng)變形與車速的關(guān)系見圖4。可知,隨車速的提高動(dòng)變形變化不明顯。
圖4 動(dòng)變形與車速關(guān)系
試驗(yàn)貨車運(yùn)行時(shí)路橋過渡段基床動(dòng)變形見表2??芍瑯蚺_(tái)端機(jī)車、重車運(yùn)行時(shí)基床動(dòng)變形最大值分別為0.77,0.81 mm;路基端機(jī)車、重車運(yùn)行時(shí)基床動(dòng)變形最大值分別為0.10,0.17 mm。測(cè)試動(dòng)變形均小于1 mm的限值[4-5],說明過渡段的設(shè)置基本合理。
表2 路橋過渡段基床動(dòng)變形 mm
試驗(yàn)貨車以不同速度通過時(shí),路橋過渡段軌枕間鋼軌外側(cè)路基表面振動(dòng)加速度與車速的關(guān)系見圖5??芍駝?dòng)加速度隨車速提高呈增大趨勢(shì)。
試驗(yàn)貨車運(yùn)行時(shí),路橋過渡段基床振動(dòng)加速度見表3??芍?,橋臺(tái)端機(jī)車、重車運(yùn)行時(shí)基床振動(dòng)加速度最大值分別為0.12,0.06 m/s2;路基端機(jī)車、重車運(yùn)行時(shí)基床振動(dòng)加速度最大值分別為0.80,0.60 m/s2。路橋過渡段基床振動(dòng)加速度均小于10 m/s2的限值[4-5]。
圖5 振動(dòng)加速度與車速關(guān)系
表3 路橋過渡段基床振動(dòng)加速度 m·s-2
該路橋過渡段所測(cè)基床動(dòng)荷載最大值為60 kPa,小于100 kPa(限值要求);基床動(dòng)變形最大值為0.81 mm,小于1 mm(限值要求);基床振動(dòng)加速度最大值為0.80 m/s2,小于10 m/s(2限值要求)。各參數(shù)均滿足相關(guān)規(guī)范的限值要求,該路橋過渡段動(dòng)力性能滿足貨物列車以80 km/h運(yùn)行時(shí)的安全性要求。