WJ-7、WJ-8型扣件縱向阻力現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與研究

楊艷麗

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司線(xiàn)站處,武漢 430063)

線(xiàn)路縱向阻力是進(jìn)行無(wú)縫線(xiàn)路設(shè)計(jì)的重要參數(shù),對(duì)于無(wú)砟軌道,線(xiàn)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(guó)客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)無(wú)砟軌道中普遍采用,因此,有必要對(duì)WJ-7、WJ-8型扣件阻力進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,從而確定無(wú)砟軌道無(wú)縫線(xiàn)路扣件縱向阻力設(shè)計(jì)參數(shù)。本文在武廣客專(zhuān)武漢綜合試驗(yàn)段對(duì)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(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析,確定了各類(lèi)型扣件縱向阻力的合理取值,研究結(jié)果可為無(wú)砟軌道無(wú)縫線(xiàn)路設(shè)計(jì)線(xiàn)路阻力取值提供參考。

1 測(cè)試原理與方法

在測(cè)試工點(diǎn)預(yù)先埋置好扣件錨固螺栓的預(yù)埋套管和國(guó)產(chǎn)雙塊式軌枕。通過(guò)扣件將短鋼軌扣在承軌槽內(nèi),鋼軌表面無(wú)脫落銹跡,扣件安裝前對(duì)緊固螺栓的螺紋部分涂防護(hù)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(diǎn)接觸)。沿鋼軌縱向在一端加力,在另一端用百分表測(cè)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(cè)試裝置示意。

表1 扣件螺栓扭矩

圖1 扣件縱向阻力測(cè)試示意

2 測(cè)試結(jié)果

2.1 WJ-7、WJ-8型常阻力扣件

本次試驗(yàn)在武廣客專(zhuān)綜合試驗(yàn)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(jìn)行了縱向阻力測(cè)試,WJ-7型常阻力扣件測(cè)試的縱向阻力-位移曲線(xiàn)如圖2所示,WJ-8型常阻力扣件測(cè)試的縱向阻力-位移曲線(xiàn)如圖3所示。

圖2 WJ-7型常阻力扣件縱向阻力-位移曲線(xiàn)

圖3 WJ-8型常阻力扣件縱向阻力-位移曲線(xiàn)

2.2 WJ-7、WJ-8型小阻力扣件

本次試驗(yàn)在武廣客專(zhuān)綜合試驗(yàn)段選取8組安裝X2型彈條和復(fù)合墊板的WJ-7、WJ-8型小阻力扣件進(jìn)行了縱向阻力測(cè)試,WJ-7型小阻力扣件測(cè)試的縱向阻力-位移曲線(xiàn)如圖4所示,WJ-8型小阻力扣件測(cè)試的縱向阻力-位移曲線(xiàn)如圖5所示。

圖4 WJ-7型小阻力扣件縱向阻力-位移曲線(xiàn)

圖5 WJ-8型小阻力扣件縱向阻力-位移曲線(xiàn)

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(xiàn)可以得出：①扣件彈塑性臨界點(diǎn)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(duì)測(cè)試結(jié)果采用最小二乘法進(jìn)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(xiàn)如圖6所示。

(1)

圖6 無(wú)砟軌道WJ-7、WJ-8型常阻力扣件縱向阻力-位移曲線(xiàn)

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(xiàn)可以得出：①小阻力扣件彈塑性臨界點(diǎn)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(duì)測(cè)試結(jié)果采用最小二乘法進(jìn)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(xiàn)如圖7所示。

(2)

圖7 無(wú)砟軌道WJ-7、WJ-8型小阻力扣件縱向阻力-位移曲線(xiàn)

4 結(jié)論

扣件縱向阻力是無(wú)砟軌道無(wú)縫線(xiàn)路計(jì)算的重要參數(shù),本文通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)原位實(shí)測(cè)和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法,對(duì)在我國(guó)客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)無(wú)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(jìn)行了試驗(yàn)研究,可得到以下結(jié)論為無(wú)縫線(xiàn)路的設(shè)計(jì)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(diǎn)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(diǎn)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(guó)鐵道出版社,2004.

[2]張向民,陳秀方,等.青藏鐵路無(wú)縫線(xiàn)路試驗(yàn)段軌道參數(shù)試驗(yàn)[J].鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào),2005(2).

[3]陳秀方.軌道工程[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005.

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