一种地震时桥上行车弓-网受流性能模拟试验系统

本发明属于铁路桥梁接触网抗震实验领域，特别是涉及一种地震时桥上行车弓-网受流性能模拟试验系统。

背景技术：

1、接触网是在电气化铁道中,沿钢轨上空"之"字形架设的,供受电弓取流的高压输电线，其在铁路桥梁系统中至关重要，接触网的电气设备及其电气回路具有较高的地震易损性。接触网支柱按材料分为预应力钢筋混凝土支柱和钢柱，在地震过程中容易变形从而引发上部电器结构损坏，使得铁路运行发生故障，造成巨大的经济损失。

2、由于铁路桥梁上接触网的破坏，会给抗震救灾及灾后重建工作带来严重的不利影响，甚至会耽误地震后的黄金72小时救援时间。另外，震后铁路桥梁接触网与受电弓是否变形严重、是否密接，都影响着铁路的受流性，从而影响列车的正常运行。

3、现有对铁路桥梁抗震模拟实验中，常采用在数个振动台上搭建铁路桥梁桥墩模型，再于桥墩之上搭建桥梁和轨道模型，在桥梁两端分别设置车辆加速度段和车辆捕获段进行铁路行车抗震模拟。

4、由于铁路桥梁上接触网等电气设备的动力特性不同，而现有抗震模拟实验并没有考虑地震作用下接触网等电气设备的抗震性能，更没有进行震后列车弓-网受流性的模拟，致使对其研究较少。

5、另外，由于整个桥梁模型太过庞大和复杂但又无法对实际情况贴切模拟，并且忽略了铁路桥梁上行车时车辆所引起的荷载，导致铁路桥梁抗震模拟实验的数据与真实数据存在较大偏差。

6、另外,现有实验对铁路桥梁抗震实验建模复杂不仅造成了经济损失，同时也消耗了大量的人力资源，同时其检修、调试工程量大，延长了抗震模拟实验的时间。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种测量数据更精准，实验操作更方便的地震时桥上行车弓-网受流性能模拟试验系统。

2、本发明提供的这种地震时桥上行车弓-网受流性能模拟试验系统，包括振动台装置、铁路轨道模拟装置、接触网模拟装置和行车装置；铁路轨道模拟装置的轨道板安装于振动台装置的振动台上；接触网模拟装置安装于轨道板的一侧；行车装置的车轮置于铁路轨道模拟装置的钢轨上；铁路轨道模拟装置设置有线加速度传感器，接触网模拟装置和行车装置分别设置无线加速度传感器；通过各传感器与数值模型模拟模块实时连接传输数据，利用不同位置的加速度传感器所测得的模拟地震时实验数据评估弓-网之间的接触性能。

3、上述系统的一种实施方式中，所述振动台装置包括所述振动台及其下侧的支撑振动器，及振动台四周安装的水平振动器。

4、上述系统的一种实施方式中，所述轨道板采用刚性板，固定于所述振动台的顶面，所述有线加速度传感器固定于轨道板上。

5、上述系统的一种实施方式中，所述钢轨有两条，关于所述轨道板的宽度方向中心面对称布置，通过弹性扣件可拆卸固定。

6、上述系统的一种实施方式中，所述接触网模拟系统包括接触网和支柱，接触网包括接触线、承力索和吊弦；多根支柱共直线布置，固定于所述轨道板上，承力索设置于各相邻支柱之间，两端分别与支柱固定，中间自然下垂成弧形，接触线水平布置于承力索的正下方，两者之间连接吊弦。

7、上述系统的一种实施方式中，所述支柱采用l型的钢柱，其竖直臂的下端通过垫板固定于所述轨道板上，所述承力索的两端分别与钢柱的水平臂固定。

8、上述系统的一种实施方式中，所述支柱和接触线上分别设置所述无线加速度传感器。

9、上述系统的一种实施方式中，所述行车装置包括下安装板、液压振动台和受电弓模型；下安装板的前部和后部分别安装有车轮，四个车轮分置于下安装板的前后两侧；下安装板的顶面安装有车轮驱动装置、液压振动台及给它们供电的大功率电源，还安装有控制箱；受电弓模型安装于液压振动台的顶面；液压振动台和受电弓模型上分别设置所述无线加速度传感器。

10、上述系统的一种实施方式中，所述受电弓模型与所述接触线接触。

11、本发明将铁路轨道模拟系统和接触网模拟系统安装在振动台上，行车装置自由放置在轨道一端并通过驱动装置行走，行车装置的车载振动台输入数据进行震动并通过小型无线加速度传感器测量车顶和受电弓模型的加速度反应。本发明在投入使用后，将与各加速度传感器连接的数值模型模拟模块与振动台装置连接，数值模型模拟模块运行地震时的铁路桥梁模型，输入给振动台装置桥面上的加速度时程，输入给行车装置上振动台在地震时铁路列车车体的加速度时程。同时将铁路轨道装置和行车装置在振动激励下加速度传感器所测量的加速度时程传输给数值模型模拟模块，数值模型模拟模块记录下在行车装置行驶时的荷载作用下的桥面加速度反应并进行计算，再将计算后的数据再传输给各个振动器进行响应，以此反复。整个实验测量数据更为精准科学，同时进行试验也更为简便快捷。

技术特征：

1.一种地震时桥上行车弓-网受流性能模拟试验系统，其特征在于：它包括振动台装置、铁路轨道模拟装置、接触网模拟装置和行车装置；

2.如权利要求1所述的地震时桥上行车弓-网受流性能模拟试验系统，其特征在于：所述振动台装置包括所述振动台及其下侧的支撑振动器，及振动台四周安装的水平振动器。

3.如权利要求2所述的地震时桥上行车弓-网受流性能模拟试验系统，其特征在于：所述轨道板采用刚性板，固定于所述振动台的顶面，所述有线加速度传感器固定于轨道板上。

4.如权利要求3所述的地震时桥上行车弓-网受流性能模拟试验系统，其特征在于：所述钢轨有两条，关于所述轨道板的宽度方向中心面对称布置，通过弹性扣件可拆卸固定。

5.如权利要求1所述的地震时桥上行车弓-网受流性能模拟试验系统，其特征在于：所述接触网模拟系统包括接触网和支柱，接触网包括接触线、承力索和吊弦；多根支柱共直线布置，固定于所述轨道板上，承力索设置于各相邻支柱之间，两端分别与支柱固定，中间自然下垂成弧形，接触线水平布置于承力索的正下方，两者之间连接吊弦。

6.如权利要求5所述的地震时桥上行车弓-网受流性能模拟试验系统，其特征在于：所述支柱采用l型的钢柱，其竖直臂的下端通过垫板固定于所述轨道板上，所述承力索的两端分别与钢柱的水平臂固定。

7.如权利要求1所述的地震时桥上行车弓-网受流性能模拟试验系统，其特征在于：所述支柱和接触线上分别设置一个无线加速度传感器。

8.如权利要求5所述的地震时桥上行车弓-网受流性能模拟试验系统，其特征在于：所述行车装置包括下安装板、液压振动台和受电弓模型；下安装板的前部和后部分别安装有车轮，四个车轮分置于下安装板的前后两侧；下安装板的顶面安装有车轮驱动装置、液压振动台及给它们供电的大功率电源，还安装有控制箱；受电弓模型安装于液压振动台的顶面；液压振动台和受电弓模型上分别设置所述无线加速度传感器。

9.如权利要求8所述的地震时桥上行车弓-网受流性能模拟试验系统，其特征在于：所述受电弓模型与所述接触线接触。

技术总结
本发明公开了一种地震时桥上行车弓‑网受流性能模拟试验系统，包括振动台装置、铁路轨道模拟装置、接触网模拟装置和行车装置；铁路轨道模拟装置的轨道板安装于振动台装置的振动台上；接触网模拟装置安装于轨道板的一侧；行车装置的车轮置于铁路轨道模拟装置的钢轨上；铁路轨道模拟装置设置有线加速度传感器，接触网模拟装置和行车装置分别设置无线加速度传感器；通过各传感器与数值模型模拟模块实时连接传输数据，利用不同位置的加速度传感器所测得的模拟地震时实验数据评估弓‑网之间的接触性能。整个实验测量数据更为精准科学，同时进行试验也更为简便快捷。

技术研发人员：何畅,刘博伦,蒋丽忠,国巍,余玉洁
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12