模拟断层错动下基于齿轮齿条传动的路轨调控试验装置

1.本发明属于隧道工程施工技术领域，特别涉及模拟断层错动下基于齿轮齿条传动的路轨调控试验装置。


背景技术：

2.为适应我国经济的迅猛发展，需要建设大量的公路、铁路等交通基础设施，不可避免地穿越崇山峻岭，穿越方式通常以隧道为主。我国位于环太平洋地震带和欧亚地震带之间，断裂带十分活跃，属于地震多发的国家，隧道穿越活断层在所难免，就高速铁路隧道而言，断层错动对隧道及隧道内的设施具有重要影响，由于列车对轨道的变形要求标准非常高，因此在隧道穿越活断层时需要采用相关的措施能实现对路轨结构变形进行实时的调整。
3.也即，仍存在断层错动作用下隧道错动时引起的轨道不平顺问题，进而造成了列车行驶的安全风险；
4.可见，如何优化列车轨道在受到扰动并出现错位后的复位措施，进而提高列车行驶的安全性，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明提供的模拟断层错动下基于齿轮齿条传动的路轨调控试验装置，以至少解决上述技术问题；
6.为了解决上述问题，本发明的第一方面提供模拟断层错动下基于齿轮齿条传动的路轨调控试验装置，所述调控系统包括：反力框架、多节衬砌和多节轨道板；所述反力框架为上部敞口的槽状结构，所述衬砌为h形结构，多节所述衬砌沿所述槽状结构的所述反力框架布设，每一节h形结构的所述衬砌上部设置轨道板；推力组件；所述推力组件与所述衬砌连接，用于推动所述衬砌发生位移；所述轨道板与所述衬砌之间设置有自动调节装置；其中，当所述推力组件推动所述衬砌发生位移时，所述自动调节装置用于调节所述轨道板恢复至原位。
7.在第一方面中，所述自动调节装置包括设置在所述衬砌上的齿轮组、以及设置与所述不动衬砌连接的齿条；所述齿轮组与所述齿条啮合；所述齿轮组还与一锥齿轮传动机构传动；所述锥齿轮传动机构与所述轨道板的底部连接；其中，当发生错动时，所述齿轮组与所述齿条发生第一啮合传动，并带动所述锥齿轮传动机构发生第二啮合传动，所述第二啮合传动使所述锥齿轮传动机构相对于所述轨道板发生位移。
8.在第一方面中，所述锥齿轮传动机构包括：大锥齿轮，所述大锥齿轮的轴心同轴设置一小齿轮，所述小齿轮与所述齿轮组相啮合；推杆，所述推杆的两端对应连接在所述衬砌的相对端，所述螺纹杆，所述推杆上固定有一小锥齿轮，所述小锥齿轮与所述大锥齿轮啮合传动，所述推杆上还设置有一传动螺母，所述传动螺母与所述推杆上的螺纹相适配，所述传动螺母的外侧壁与所述轨道板相连接。
9.在第一方面中，所述齿轮组与所述齿条的传动比为1:1。
10.在第一方面中，所述反力框架与所述衬砌之间通过第一滑轨连接，所述衬砌与所述轨道板之间通过第二滑轨连接；所述第一滑轨和第二滑轨的设置方向均垂直与所述轨道长度方向。
11.在第一方面中，所述调控系统还包括第一销钉和第二销钉；所述第一销钉设置在所述衬砌上，且设置方向与所述第一滑轨的设置方向相一致；所述第二销钉设置在所述轨道板上，且所述第二销钉的设置方向与所述第二滑轨的设置方向相一致。
12.在第一方面中，所述推力组件的推力方向与所述第二滑轨的方向相一致。
13.在第一方面中，所述推力组件包括摇把手；所述摇把手包括顶推部和施力部，所述顶推端穿透所述反力框架的槽壁并相抵于所述衬砌设置。
14.在第一方面中，所述摇把手的施力部设置有一层防滑层。
15.第二方面，本发明提供基于断层错动下轨道机械式自适应调控装置，所述调控装置应用于上述所述的断层错动下轨道机械式自适应调控系统。
16.有益效果：本发明提出了模拟断层错动下基于齿轮齿条传动的路轨调控试验装置，通过设置反力框架、多节衬砌和多节轨道板以模拟列车通行的环境，然后通过推力装置推动衬砌相对于轨道板发生位移，使轨道板不发生移动；最后，通过自动调节装置使得衬砌在发生位移时进行自动调节，具体而言，衬砌为h形结构，多节衬砌沿槽状结构的反力框架布设，每一节h形结构的衬砌上部设置一轨道板，在衬砌与轨道板之间设置自动调节装置，这样就使得衬砌在发生错动时，自动调节装置能够第一时间使得轨道板恢复至原位，进而达到提高列车行驶安全的技术效果，以为实际的衬砌在错动情况下的应变提供试验参照。
附图说明
17.为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明实施例一提供的基于断层错动下轨道机械式自适应调控装置结构示意图一；
19.图2为本发明实施例一提供的基于断层错动下轨道机械式自适应调控装置结构示意图二；
20.图3为本发明实施例一提供的基于断层错动下轨道机械式自适应调控装置结构示意图三；
21.图4为本发明实施例一提供的基于断层错动下轨道机械式自适应调控装置的结构连接示意框图。
22.图中标号：
23.1-衬砌；
24.2-反力框架；
25.3-轨道板；
26.4-轨道；
27.5-框架滑轨；
28.6-衬砌滑轨；
29.7-小锥齿轮；
30.8-推杆；
31.9-大锥齿轮；
32.10-摇把手；
33.11-齿轮组；
34.12-第二销钉
35.13-第一销钉；
36.14-传动螺母。
具体实施方式
37.下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.同时，本说明书实施例中，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本说明书实施例中所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明目的，并不是旨在限制本发明。
39.实施例一：
40.如图1-4所示，本实施例一提供了提供模拟断层错动下基于齿轮齿条传动的路轨调控试验装置，所述调控系统包括：反力框架、多节衬砌1和多节轨道板3；所述反力框架为上部敞口的槽状结构，所述衬砌1为h形结构，多节所述衬砌1沿所述槽状结构的所述反力框架布设，每一节h形结构的所述衬砌1上部设置轨道板3；推力组件；所述推力组件与所述衬砌1连接，用于推动所述衬砌1发生位移；所述轨道板3与所述衬砌1之间设置有自动调节装置；其中，当所述推力组件推动所述衬砌1发生位移时，所述自动调节装置用于调节所述轨道板3恢复至原位。
41.具体而言，本实施例一提供了模拟断层错动下基于齿轮齿条传动的路轨调控试验装置，通过设置反力框架、多节衬砌1和多节轨道板3以模拟列车通行的环境，然后通过推力装置推动衬砌1相对于轨道板3发生位移，使轨道板3不发生移动；最后，通过自动调节装置使得衬砌1在发生位移时进行自动调节，具体而言，衬砌1为h形结构，多节衬砌1沿槽状结构的反力框架布设，每一节h形结构的衬砌1上部设置一轨道板3，在衬砌1与轨道板3之间设置自动调节装置，这样就使得衬砌1在发生错动时，自动调节装置能够第一时间使得轨道板3恢复至原位，进而达到提高列车行驶安全的技术效果，以为实际的衬砌1在错动情况下的应变提供试验参照。
42.在一些可能的实施方式中，所述自动调节装置包括设置在所述衬砌1上的齿轮组11、以及设置与所述不动衬砌1连接的齿条；所述齿轮组11与所述齿条啮合；所述齿轮组11
还与一锥齿轮传动机构传动；所述锥齿轮传动机构与所述轨道板3的底部连接；其中，当发生错动时，所述齿轮组11与所述齿条发生第一啮合传动，并带动所述锥齿轮传动机构发生第二啮合传动，所述第二啮合传动使所述锥齿轮传动机构相对于所述轨道板3发生位移。
43.当轨道发生错动时，通过自动调节装置使得当衬砌1发生错动时轨道不发生位移；具体而言，通过设置在每一衬砌1上的齿轮组11，且齿轮组11与不动衬砌1连接的齿条进行啮合传动；齿轮组11又与一锥齿轮传动机构传动，锥齿轮传动机构与轨道板3连接，当发生错动时，所述齿轮组11与所述齿条发生第一啮合传动，并带动所述锥齿轮传动机构发生第二啮合传动，所述第二啮合传动使所述锥齿轮传动机构相对于所述轨道板3发生位移，以使得轨道板3不发生位移，进而保障了列车通行的畅通性和安全性。
44.换言之，断层发生错动后，导致隧道发生变形，衬砌1错动，带动转盘移动，由于横连杆的约束作用(横连杆固定在上一节衬砌1的轨道板3上，并以上一节衬砌1作为基准衬砌1，即回调的目标对象)，使转盘沿滑槽转动，并带动传动齿轮转动，通过锥齿轮的连接传动作用，使推杆8发生转动，从而通过传动螺母14使轨道板3产生回调，最终轨道板3恢复到初始位置，轨道的相对位置不变，以达到列车安全运行的目的。
45.在一些可能的实施方式中，所述锥齿轮传动机构包括：大锥齿轮9，所述大锥齿轮9的轴心同轴设置一小齿轮，所述小齿轮与所述齿轮组11相啮合；推杆8，所述推杆8的两端对应连接在所述衬砌1的相对端，所述螺纹杆，所述推杆8上固定有一小锥齿轮7，所述小锥齿轮7与所述大锥齿轮9啮合传动，所述推杆8上还设置有一传动螺母14，所述传动螺母14与所述推杆8上的螺纹相适配，所述传动螺母14的外侧壁与所述轨道板3相连接。
46.这样设置就使得，当大锥齿轮9被啮合传动时，就可以通过小锥齿轮7将转动力传输至推杆8，进而使推杆8发生传动，以使得推杆8的两端部相对于衬砌1发生转动，那么同时推杆8上的螺纹与传动螺母14发生同步传动，进而使得轨道板3始终静止在原位置处，不发生位移，保障了列车在通行时的安全性稳定性。
47.在一些可能的实施方式中，齿轮传动结构包括：锥齿轮和具有一弧形齿面的轮盘，轮盘的一端与转盘的外轮廓连接；锥齿轮同轴心套设在推杆8上，锥齿轮与轮盘传动连接。
48.在上述实施例的实施方式中，对于齿轮传动结构而言，其通过锥齿轮与具有弧形齿面的轮盘发生传动，锥齿轮的锥面与弧形齿面的弧面形成传动配合，进而使得传动方式更加匹配和稳定。
49.在一些可能的实施方式中，齿轮传动结构包括圆盘齿轮和与圆盘齿轮啮合的齿条；圆盘齿轮与轮盘啮合；齿轮与齿条的传动比为1:1。
50.在一些可能的实施方式中，反力框架与衬砌1之间通过第一滑轨6连接，衬砌1与轨道板3之间通过第二滑轨5连接；第一滑轨6和第二滑轨5的设置方向均垂直与轨道长度方向，这样就使得衬砌1可沿第一滑轨6在反力框架内发生为位移，以及，轨道板3可沿第二轨道在衬砌1上发生位移。
51.进一步地，调控系统还包括第一销钉13和第二销钉12；第一销钉13设置在衬砌1上，且设置方向与第一滑轨6的设置方向相一致；第二销钉12设置在轨道板3上，且第二销钉12的设置方向与第二滑轨5的设置方向相一致。
52.这样就使得当衬砌1或轨道板3在沿第一滑轨6或第二滑轨5滑动时，防止其直接与反力框架的侧壁或衬砌1的侧壁造成碰撞。
53.再进一步地，调控系统还包括推力组件；推力组件与衬砌1连接，且推力组件的推力方向与第二滑轨5的方向相一致。
54.在一些可能的实施方式中，推力组件包括摇把手10；摇把手10包括顶推部和施力部，顶推端穿透反力框架的槽壁并相抵于衬砌1设置。
55.这样就能通过摇把手10来推动衬砌1发生位移，进而模拟衬砌1收到外部扰动的场景。
56.在一些可能的实施方式中，摇把手10的施力部设置有一层防滑层。
57.这样就使得在通过施力部操作摇把手10进行施力时提高与施力部的摩擦力。
58.在一些可能的实施方式中，还包括斜连杆，该斜连杆的一端设置在传动轴承上、另一端设置在上一衬砌1上，与横连杆形成稳定三角形连接关系。
59.实施例二：
60.本发明提供基于断层错动下轨道机械式自适应调控装置，调控装置应用于上述的断层错动下轨道机械式自适应调控系统。通过调控系统反力框架、多节衬砌1和多节轨道板3以形成动车通行的环境，然后通过自动调节装置使得衬砌1在发生位移时进行自动调节。进而达到解决断层错动作用下隧道错动时引起的轨道不平顺问题。
61.由于该实施例二与实施例一为同一发明构思下的一个实施例，其部分结构完全相同，因此对实施例二中与实施例一实质相同的结构不在详细阐述，未详述部分请参阅实施例一即可。
62.最后应说明的是：以上上述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
63.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。