23 t軸重貨車條件下鐵路路橋過渡段動力性能分析

徐建威 柴金飛

（1.中國鐵路呼和浩特局集團有限公司工務部，呼和浩特 010050；2.中國鐵道科學研究院集團有限公司鐵道建筑研究所，北京 100081）

對錦赤鐵路朝陽北至錦州段鐵路路橋過渡段進行23 t 軸重貨車條件下實車運行測試，分析貨物試驗列車以速度30，40，50，60，70，80，88 km/h 通過時路橋過渡段的受力、變形以及振動特性，評價23 t軸重貨車條件下鐵路路橋過渡段動力性能的工程適應性和設計合理性，為其養護維修提供基礎數據［1-8］。

1 動力性能現場測試方法

對錦赤鐵路朝陽北至錦州段鐵路路橋過渡段進行貨物列車準靜態標定、路橋過渡段動力性能測試，采用的貨物試驗列車編組為機車DF8B+15輛C70重車+15輛C70空車+機車DF8B。

路橋過渡段動力性能現場測試主要技術設備（圖1）及系統包含：①動應力測試模塊，土壓力傳感器+數據采集與處理系統。②動變形測試模塊，高精度位移計+數據采集與處理系統。③振動加速度測試模塊，振動加速度傳感器+數據采集與處理系統。主要測試內容包括路橋過渡段基床動荷載、動變形和振動加速度。

圖1 路橋過渡段傳感器布置示意

根據鐵建設〔2008〕133 號《客貨共線鐵路工程竣工驗收動態檢測指導意見》6.2.2 條，路橋過渡段動力性能評判標準為：①路基動荷載最大值不得大于測試均值的2倍或通常情況測試值。②路基動變形最大值不得大于測試均值的2倍或通常情況測試值。③路基振動加速度最大值不得大于測試均值的2倍或通常情況測試值。現場測試見圖2。

圖2 現場測試

2 動力性能現場測試數據分析

試驗貨車以速度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、變形及振動特性。

2.1 路橋過渡段測點動荷載

試驗貨車以不同速度通過時，路橋過渡段鋼軌下路基表面的動荷載與車速關系見圖3。可知，動荷載隨車速變化趨勢不明顯。

圖3 動荷載與車速關系

試驗貨車運行時路橋過渡段基床動荷載見表1。可知，橋臺端機車、重車運行時基床動荷載最大值分別為27，31 kPa；路基端機車、重車運行時基床動荷載最大值分別為60，48 kPa。路橋過渡段動荷載均小于100 kPa的限值［9-10］，說明過渡段的設置基本合理。

表1 路橋過渡段基床動荷載 kPa

2.2 路橋過渡段測點動變形

試驗貨車以不同速度通過時，路橋過渡段軌枕間鋼軌外側路基表面動變形與車速的關系見圖4。可知，隨車速的提高動變形變化不明顯。

圖4 動變形與車速關系

試驗貨車運行時路橋過渡段基床動變形見表2。可知，橋臺端機車、重車運行時基床動變形最大值分別為0.77，0.81 mm；路基端機車、重車運行時基床動變形最大值分別為0.10，0.17 mm。測試動變形均小于1 mm的限值［4-5］，說明過渡段的設置基本合理。

表2 路橋過渡段基床動變形 mm

2.3 路橋過渡段測點振動特性

試驗貨車以不同速度通過時，路橋過渡段軌枕間鋼軌外側路基表面振動加速度與車速的關系見圖5。可知，振動加速度隨車速提高呈增大趨勢。

試驗貨車運行時，路橋過渡段基床振動加速度見表3。可知，橋臺端機車、重車運行時基床振動加速度最大值分別為0.12，0.06 m/s2；路基端機車、重車運行時基床振動加速度最大值分別為0.80，0.60 m/s2。路橋過渡段基床振動加速度均小于10 m/s2的限值［4-5］。

圖5 振動加速度與車速關系

表3 路橋過渡段基床振動加速度 m·s-2

3 結論

該路橋過渡段所測基床動荷載最大值為60 kPa，小于100 kPa（限值要求）；基床動變形最大值為0.81 mm，小于1 mm（限值要求）；基床振動加速度最大值為0.80 m/s2，小于10 m/s（2限值要求）。各參數均滿足相關規范的限值要求，該路橋過渡段動力性能滿足貨物列車以80 km/h運行時的安全性要求。