中低速磁悬浮轨排静力试验技术研究

 邱建华

 （上海市安装工程集团有限公司上海200080）

摘要：本文通过静力实验，研究了磁悬浮轨排的强度及刚度，实验证明此次制作的轨排强度刚度较高，完全达到磁悬浮列车受力的需要。

关键词：磁悬浮轨排静力试验强度刚度

中图分类号：U237  文章编号：1002-3607 (2016) 05-0033-03

1引言

 随着我国城市化的加快，交通拥挤、乘车出行难、环境污染等日益尖锐。轨道交通是解决大城市交通紧张、市民出行难、汽车环境污染的有效方式。中低速磁悬浮在城市交通中

具有很强竞争力。中低速磁悬浮列车具有低噪音、强爬坡能力、转弯半径小等特点，能适应城市轨道交通的需要，具有广阔的发展前景。

 磁悬浮轨道不同于轮轨，运行时属于非接触，感应供电，因此对轨排精度及强度要求较高。磁悬浮运行的顺畅与否与轨道的优劣息息相关，通过静力试验可验证F型钢轨结构强度、刚度。

2轨排结构

 轨排由感应板、F型钢轨枕、H型钢轨枕及连接件组装而成，两支撑轨枕间距1.2m。导轨采用F型刚加工而成，其上敷设铝感应板（见图1）。

3轨排静载试验

 试验件共一件轨排，总长度10m。将轨排平放于承力地坪上，通过压梁将枕轨固定承力地坪上。

 本项试验共三种载荷情况：采用不同的载荷，在不同的位置进行试验，研究轨排受力情况，具体加载情况见表1。

3.1工况1

 试验共设有8个加载点，分别在两侧单边钢轨感应面上顺钢轨长度方向1.2m、2.4m范围内安装拉压垫及杠杆系统，间距300mm，通过8个10kN作动筒对杠杆或拉压垫施加垂直向下载荷，从而实现对两侧钢轨感应面施加25kN/m沿长度方向均布载荷的目的。加载点载荷见表2。

3.2工况2

 试验共设有5个加载点，在单边（右侧）钢轨感应面上顺钢轨长度方向2.4m范围内安装拉压垫及杠杆系统。通过1～5#共5个液压作动筒对枉杆或拉压垫施加垂直向下载荷，从而实现对单侧钢轨感应面施加25kN加沿长度方向均布载荷的目的。工况2试验安装是在工

况1的基础上取消左侧载荷，加载点载荷见表3。

3.3工况3

 试验共设一个加载点，分别在单边钢轨滑翘面上（位于1.2m枕间距的中心位置）粘贴拉压垫，通过杠杆与拉压垫连接，在杠杆中间施加垂直向下集中载荷F=35kN（推载）。加载点载荷见表4。

3.4加载级差

 (1)40%额定载荷试验预试：以10%额定试验载荷为级差，逐级加载至40%额定试验载荷，逐级卸载至零，加载、卸载过程逐级进行位移测量；

 ( 2)100%额定载荷试验：以10%额定试验载荷为级差，逐级加载至100%额定试验载荷，逐级卸载至零。加载、卸载过程逐级进行位移测量；

 (3)150%额定载荷试验：以10%额定试验载荷为级差，逐级加载至150%额定试验载荷，逐级卸载至零。加载、卸载过程逐级进行位移测量。

4轨排静载试验测试方法

 每次静力试验均需逐级测量各级载荷的位移。试验共设置1 4个移测量点，分别在试验区域轨枕轴线位置的钢轨滑翘面、磁极面测量垂向位移，钢轨横截面典型位移测量点布置如图2、图3所示，其中1～6号测量点布置在钢轨下面，其余测量点布置在钢轨上面。

5试验数据采集分析

 试验采用千分表及百分表进行位移测量，精度为1%。。位移计采用电阻型拉绳式，采用1/4桥三线制接法（见图4）。试验时采用逐级单扫描进行同步数据采集。

 工况1的100%额定载荷试验位移测量数据见表5。由表5可以看出两个枕轨之间双侧钢轨感应面中心处1号、6号点位移最大分别为0.317mm和0.394mm均小于0.5mm满足磁悬浮设计要求。

 工况2的100%额定载荷试验位移测量数据见表6，由表6可以看出6号点位移最大，为0.533mm。

 工况3的100%、150%额定载荷试验位移测量数据见表7、表8。由表7、表8可以看出两个轨枕之间两侧钢轨滑翘面中心处3号、4号位移最大，100%额定载荷试验时分为0.471mm和0.523mm，平均值为0.497mm，小于0.5mm，满足设计要求。150%额定载荷试验时，3号、4号点最大位移分别是0.716mm和0.772mm。

6总结

 经过实验现场数据分析，得出一下结论：

 (1)工况1的100%额定载荷下，磁极面下挠度≤0.5mm，且钢轨并未见裂纹，无永久变形；

 (2)工况2的100%额定载荷试验，钢轨无永久变形；

 (3)工况3的100%额定载荷下，滑翘面下挠度≤0.5mm，且钢轨并未见裂纹，无永久变形；

 (4)工况3的150%额定载荷下，钢轨无永久变形；

 F型钢轨结构强度、刚度满足设计要求。

7结束语

 由于长沙中低速磁悬浮是国内首条，F型钢轨的强度、刚度都没有试验数据，只是理论上的计算结果，通过该轨排静力试验，不仅弥补了没有试验数据的空白，且验证了F型钢轨结构强度、刚度的试验结果和理论结算一致，均满足设计要求。通过试验的位移曲线还能推算出该种F型钢轨强度、刚度的在不同载荷下的变化及超载荷后的位移趋势，这对于特别是

高速磁悬浮工程的F型钢轨的设计提供了基础的设计数据，对磁悬浮的发展起到了很好的数据支撑。