中低速磁懸浮軌排靜力試驗(yàn)技術(shù)研究
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邱建華
（上海市安裝工程集團(tuán)有限公司上海200080）
摘要：本文通過靜力實(shí)驗(yàn)，研究了磁懸浮軌排的強(qiáng)度及剛度，實(shí)驗(yàn)證明此次制作的軌排強(qiáng)度剛度較高，完全達(dá)到磁懸浮列車受力的需要。
關(guān)鍵詞：磁懸浮軌排靜力試驗(yàn)強(qiáng)度剛度
中圖分類號(hào)：U237 文章編號(hào)：1002-3607 (2016) 05-0033-03
1引言
隨著我國城市化的加快，交通擁擠、乘車出行難、環(huán)境污染等日益尖銳。軌道交通是解決大城市交通緊張、市民出行難、汽車環(huán)境污染的有效方式。中低速磁懸浮在城市交通中
具有很強(qiáng)競爭力。中低速磁懸浮列車具有低噪音、強(qiáng)爬坡能力、轉(zhuǎn)彎半徑小等特點(diǎn)，能適應(yīng)城市軌道交通的需要，具有廣闊的發(fā)展前景。
磁懸浮軌道不同于輪軌，運(yùn)行時(shí)屬于非接觸，感應(yīng)供電，因此對(duì)軌排精度及強(qiáng)度要求較高。磁懸浮運(yùn)行的順暢與否與軌道的優(yōu)劣息息相關(guān)，通過靜力試驗(yàn)可驗(yàn)證F型鋼軌結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度。
2軌排結(jié)構(gòu)
軌排由感應(yīng)板、F型鋼軌枕、H型鋼軌枕及連接件組裝而成，兩支撐軌枕間距1.2m。導(dǎo)軌采用F型剛加工而成，其上敷設(shè)鋁感應(yīng)板（見圖1）。
3軌排靜載試驗(yàn)
試驗(yàn)件共一件軌排，總長度10m。將軌排平放于承力地坪上，通過壓梁將枕軌固定承力地坪上。
本項(xiàng)試驗(yàn)共三種載荷情況：采用不同的載荷，在不同的位置進(jìn)行試驗(yàn)，研究軌排受力情況，具體加載情況見表1。
3.1工況1
試驗(yàn)共設(shè)有8個(gè)加載點(diǎn)，分別在兩側(cè)單邊鋼軌感應(yīng)面上順鋼軌長度方向1.2m、2.4m范圍內(nèi)安裝拉壓墊及杠桿系統(tǒng)，間距300mm，通過8個(gè)10kN作動(dòng)筒對(duì)杠桿或拉壓墊施加垂直向下載荷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)兩側(cè)鋼軌感應(yīng)面施加25kN/m沿長度方向均布載荷的目的。加載點(diǎn)載荷見表2。
3.2工況2
試驗(yàn)共設(shè)有5個(gè)加載點(diǎn)，在單邊（右側(cè)）鋼軌感應(yīng)面上順鋼軌長度方向2.4m范圍內(nèi)安裝拉壓墊及杠桿系統(tǒng)。通過1～5#共5個(gè)液壓作動(dòng)筒對(duì)枉桿或拉壓墊施加垂直向下載荷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)單側(cè)鋼軌感應(yīng)面施加25kN加沿長度方向均布載荷的目的。工況2試驗(yàn)安裝是在工
況1的基礎(chǔ)上取消左側(cè)載荷，加載點(diǎn)載荷見表3。
3.3工況3
試驗(yàn)共設(shè)一個(gè)加載點(diǎn)，分別在單邊鋼軌滑翹面上（位于1.2m枕間距的中心位置）粘貼拉壓墊，通過杠桿與拉壓墊連接，在杠桿中間施加垂直向下集中載荷F=35kN（推載）。加載點(diǎn)載荷見表4。
3.4加載級(jí)差
(1)40%額定載荷試驗(yàn)預(yù)試：以10%額定試驗(yàn)載荷為級(jí)差，逐級(jí)加載至40%額定試驗(yàn)載荷，逐級(jí)卸載至零，加載、卸載過程逐級(jí)進(jìn)行位移測量；
( 2)100%額定載荷試驗(yàn)：以10%額定試驗(yàn)載荷為級(jí)差，逐級(jí)加載至100%額定試驗(yàn)載荷，逐級(jí)卸載至零。加載、卸載過程逐級(jí)進(jìn)行位移測量；
(3)150%額定載荷試驗(yàn)：以10%額定試驗(yàn)載荷為級(jí)差，逐級(jí)加載至150%額定試驗(yàn)載荷，逐級(jí)卸載至零。加載、卸載過程逐級(jí)進(jìn)行位移測量。
4軌排靜載試驗(yàn)測試方法
每次靜力試驗(yàn)均需逐級(jí)測量各級(jí)載荷的位移。試驗(yàn)共設(shè)置1 4個(gè)移測量點(diǎn)，分別在試驗(yàn)區(qū)域軌枕軸線位置的鋼軌滑翹面、磁極面測量垂向位移，鋼軌橫截面典型位移測量點(diǎn)布置如圖2、圖3所示，其中1～6號(hào)測量點(diǎn)布置在鋼軌下面，其余測量點(diǎn)布置在鋼軌上面。
5試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集分析
試驗(yàn)采用千分表及百分表進(jìn)行位移測量，精度為1%。。位移計(jì)采用電阻型拉繩式，采用1/4橋三線制接法（見圖4）。試驗(yàn)時(shí)采用逐級(jí)單掃描進(jìn)行同步數(shù)據(jù)采集。
工況1的100%額定載荷試驗(yàn)位移測量數(shù)據(jù)見表5。由表5可以看出兩個(gè)枕軌之間雙側(cè)鋼軌感應(yīng)面中心處1號(hào)、6號(hào)點(diǎn)位移最大分別為0.317mm和0.394mm均小于0.5mm滿足磁懸浮設(shè)計(jì)要求。
工況2的100%額定載荷試驗(yàn)位移測量數(shù)據(jù)見表6，由表6可以看出6號(hào)點(diǎn)位移最大，為0.533mm。
工況3的100%、150%額定載荷試驗(yàn)位移測量數(shù)據(jù)見表7、表8。由表7、表8可以看出兩個(gè)軌枕之間兩側(cè)鋼軌滑翹面中心處3號(hào)、4號(hào)位移最大，100%額定載荷試驗(yàn)時(shí)分為0.471mm和0.523mm，平均值為0.497mm，小于0.5mm，滿足設(shè)計(jì)要求。150%額定載荷試驗(yàn)時(shí)，3號(hào)、4號(hào)點(diǎn)最大位移分別是0.716mm和0.772mm。
6總結(jié)
經(jīng)過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析，得出一下結(jié)論：
(1)工況1的100%額定載荷下，磁極面下?lián)隙?#8804;0.5mm，且鋼軌并未見裂紋，無永久變形；
(2)工況2的100%額定載荷試驗(yàn)，鋼軌無永久變形；
(3)工況3的100%額定載荷下，滑翹面下?lián)隙?#8804;0.5mm，且鋼軌并未見裂紋，無永久變形；
(4)工況3的150%額定載荷下，鋼軌無永久變形；
F型鋼軌結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度滿足設(shè)計(jì)要求。
7結(jié)束語
由于長沙中低速磁懸浮是國內(nèi)首條，F(xiàn)型鋼軌的強(qiáng)度、剛度都沒有試驗(yàn)數(shù)據(jù)，只是理論上的計(jì)算結(jié)果，通過該軌排靜力試驗(yàn)，不僅彌補(bǔ)了沒有試驗(yàn)數(shù)據(jù)的空白，且驗(yàn)證了F型鋼軌結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度的試驗(yàn)結(jié)果和理論結(jié)算一致，均滿足設(shè)計(jì)要求。通過試驗(yàn)的位移曲線還能推算出該種F型鋼軌強(qiáng)度、剛度的在不同載荷下的變化及超載荷后的位移趨勢，這對(duì)于特別是
高速磁懸浮工程的F型鋼軌的設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)磁懸浮的發(fā)展起到了很好的數(shù)據(jù)支撐。
