技术领域
[0001] 本
发明涉及磁悬浮轨道梁技术领域，特别涉及一种磁悬浮轨道梁最优刚度限值的测试方法。
背景技术
[0002] 磁浮轨道梁结构是磁浮交通的主要承载结构，轨道梁刚度大时，乘坐舒适度好，但造价高；刚度小时，乘坐舒适度差，但可减小造价，由于轨道梁结构造价约占总系统造价的60％～80％，所以轨道梁的刚度不仅直接影响到车辆运行的平稳性与乘客的乘坐舒适性，还决定了磁浮线路的绝大部分造价，因此合理的刚度设计值是保证工程经济及运营稳定的关键。目前国内已经有多条中低速磁浮线路投入运营，如长沙磁浮机场线、北京S1线等，也初步形成了一些标准和规范。但对于轨道梁的刚度限值，国内中低速磁浮规范多沿用德国高速磁浮规范限值，较为严格(国内规范为不低于1/4600，日本为不低于1/1500，德国为不低于1/4000)，且根据现有一些实测挠度也说明这个值较为保守，使得现有磁浮轨道梁的造价偏高，直接影响了磁浮交通的推广应用，造成成本浪费。
[0003] 现有的磁悬浮轨道在设计时，通常采用车桥耦合振动
软件模型进行分析，后辅助进行试验线的实测
数据采集验证，但车桥耦合振动分析中的悬浮控
制模块模型与实际存在失真，理论尚不完善，建模因人而异因此结论差别较大，故其准确性有待进一步验证，并且由于试验线的设计工作量繁重，一些试验线在设计时也仅考虑了在局部地段设置两-三种不同刚度和不同结构形式的轨道梁，且轨道梁刚度差异性不大，测试值不够灵活、充分，导致其验证效果不佳，并且主要验证其安全性，没有充分结合舒适性和经济性，因此目前尚无法确定适合我国磁悬浮车型在不同运行速度下的轨道梁的最优刚度限值。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题在于现有磁浮轨道梁结构的刚度限值比较保守，在设计刚度时主要采用验证而非测定，同时验证环节不充分，导致缺乏适合我国磁悬浮车型的轨道梁的最优刚度限值，造成轨道梁造价偏高，浪费成本等上述不足，提供一种磁悬浮轨道梁最优刚度限值的测试方法。
[0005] 为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
[0006] 一种磁悬浮轨道梁最优刚度限值的测试方法，包括如下步骤：
[0007] A、在所有轨道梁上连接
轨枕，将所有所述轨道梁吊装在桥墩上，在所述轨枕上连接轨道，所有所述轨道梁中至少一跨为高度可调的空心
箱体；
[0008] B、选择车型及运行速度进行
磁浮列车动载试验，获得所述空心箱体段的车辆运行舒适性指标W；
[0009] C、调整至少一跨所述空心箱体的高度；
[0010] D、重复步骤B和C，直到在W﹤3范围内确定该车型及运行速度下的轨道梁最优刚度；
[0011] 其中，所述空心箱体包含上层构件和下层构件，所述下层构件可拆卸地连接于所述上层构件下方，所述空心箱体为
钢质构件。
[0012] 采用本发明所述的一种磁悬浮轨道梁最优刚度限值的测试方法，在试验线中至少设置一跨高度可调的空心箱体，其余跨轨道梁可以为高度不可调的轨道梁，如采用
混凝土轨道梁有效降低试验成本，同时减轻现场调节的工作量，提高试验效率，利于保障轨道的
水平度，避免测量误差，所述空心箱体均为钢质构件，空心箱体的刚度可以根据以下公式计算：E＝EI，其中K为抗弯刚度，E为所述空心箱体钢材的
弹性模量，I＝I上+A上×S上2，I为空心箱体的整体惯性距，I上为所述上层构件绕自身
中性轴的惯性距，A上为所述上层构件自身截面面积，S上为所述上层构件距空心箱体中心线的距离，因此通过调节上层构件和/或下层构件的高度，或调节上层构件和下层构件之间的间距，实现所述空心箱体的整体高度(即上层构件上表面和下层构件下表面之间高度差)可调，从而使所述空心箱体的刚度发生变化，将所有所述轨道梁安装完毕后，选择车型及运行速度进行试验，获得所述空心箱体段的车辆运行舒适性指标W，然后逐级调整所述空心箱体的刚度，即调整所述空心箱体的高度，并通过调整墩高或支座高度使调整后的空心箱体的轨道高度与相邻跨的轨道高度一致，然后重复试验获取测量数据，通常W﹤2.50为优良，2.50﹤W﹤2.75良好，2.75﹤W﹤3.00为合格，由于所以轨道梁的刚度不仅直接影响舒适性指标，还决定磁浮线路的绝大部分造价，为满足舒适性，在W﹤3.00的范围内确定所述空心箱体的在该车型及运行速度下的最优刚度，也就确定了在该车型及运行速度下的轨道梁的最优刚度限值，以便后续各项目进行设计，采用本方法突破传统理念，将验证刚度转变为测定刚度，能够有效确定不同车型在不同运行速度下的最优刚度限值，以便指导后续设计，测定过程中试验
精度高，便于逐级多次调整刚度，调整精确，调节梯度灵活可变，也能适用于验证环节，精度较高，验证充分，同一个空心箱体能够重复利用于多次试验，减少浪费，节能环保，降低试验成本，存在多跨空心箱体时，能够同
时针对不同的空心箱体调整不同的刚度，一次试验能够获得多组数据，有效提高试验效率，降低现场试验的工作难度，缩短试验周期，最终降低磁悬浮
铁路的施工成本和运营成本，对我国磁悬浮铁路的推广和发展具有重大意义。
[0013] 进一步的，所述上层构件包括顶板和两个
腹板一，所述下层构件包括
底板和两个腹板二，每个所述腹板一与一个所述腹板二对齐，所述腹板一和腹板二分别与若干个连接板通过
螺栓连接，所述腹板一与对应的腹板二之间具有间隙，所述间隙的大小通过改变所述连接板与对应所述腹板一和腹板二所连接的
位置来进行调节。
[0014] 进一步的，每个所述连接板的上下两端均设有若干排螺孔。
[0015] 所述腹板一和腹板二上均也设有螺孔，通过调整所述腹板一和/或腹板二上的螺孔与每个所述连接板上的螺孔之间的连接位置来调整箱体的高度，所有所述连接板为钢板，螺孔位置加工精度高，便于精确控制高度。
[0016] 进一步的，所述步骤C包含如下步骤：
[0017] C1、将上层构件和下层构件断开，调整所述间隙的高度；
[0018] C2、连接所述上层构件和下层构件；
[0019] C3、将所述空心箱体安装回原位。
[0020] 进一步的，所述步骤C3中还包含调整对应的所述空心箱体下的支座的高度。
[0021] 进一步的，所有所述空心箱体下的所述支座为可调高支座。
[0022] 所述可调高支座为液压调高支座或螺旋调高支座，由于其他跨轨道梁的高度位置不变，而所述空心箱体的自身高度发生改变，通过液压或
螺纹旋合来使高度改变后的空心箱体的位置与其他轨道梁平齐，即所有所述轨道梁的上表面齐平，调整精度好，灵活性好，以便保证轨道水平，有效保证试验的顺利进行，保证整体线路的高度，有效提高试验的精确度，保证刚度限值的最优性，以便降低实际施工时的线路造价。
[0023] 进一步的，所述上层构件和下层构件内均设有加劲肋。
[0024] 进一步的，所述空心箱体沿纵桥向的两个端部上还有若干个加劲板，每个所述加劲板的底面连接于所述底板上，每个所述加劲板的一个侧面连接于所述腹板二上。
[0025] 进一步的，所述步骤B中的车辆运行舒适性指标的计算公式为：
[0026]其中：A为车辆振动
加速度，f为所述空心箱体的一阶振动
频率，F(f)为频率修正系数。
[0027] 进一步的，每个所述空心箱体的上层构件和下层构件的尺寸、材质均相同。
[0028] 与
现有技术相比，本发明的有益效果：本发明突破传统理念，将验证刚度转变为测定刚度，能够有效确定不同车型在不同运行速度下的最优刚度限值，测定过程中试验精度高，便于逐级多次调整刚度，调整精确，调节梯度灵活可变，也能适用于验证环节，精度较高，验证充分，同一个空心箱体能够重复利用于多次试验，减少浪费，节能环保，降低试验成本，存在多跨空心箱体时，能够同时针对不同的空心箱体调整不同的刚度，一次试验能够获得多组数据，有效提高试验效率，降低现场试验的工作难度，缩短试验周期，最终降低磁悬浮铁路的施工成本和运营成本，对我国磁悬浮铁路的推广和发展具有重大意义。
附图说明
[0029] 图1为本发明中的磁悬浮试验线的结构示意图；
[0030] 图2为图1中的空心箱体的调整后的磁悬浮试验线的结构示意图。
[0031] 图中标记：1-轨枕，2-上层构件，21-顶板，22-腹板一，3-下层构件，31-底板，32-腹板二，4-连接板，5-加劲肋，6-加劲板，7-桥墩，8-支座，9-间隙。
具体实施方式
[0032] 下面结合
实施例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
[0033] 实施例1
[0034] 一种磁悬浮轨道梁最优刚度限值的测试方法，包括如下步骤：
[0035] A、在所有轨道梁上连接轨枕1，将所有所述轨道梁吊装在桥墩7上，在所述轨枕1上连接轨道，所有所述轨道梁中至少一跨为高度可调的空心箱体；
[0036] B、选择车型及运行速度进行磁浮列车动载试验，获得所述空心箱体段的车辆运行舒适性指标W；
[0037] C、调整至少一跨所述空心箱体的高度；
[0038] D、重复步骤B和C，直到在W﹤3范围内确定该车型及运行速度下的轨道梁最优刚度；
[0039] 其中，所述空心箱体包含上层构件2和下层构件3，每个所述空心箱体的上层构件2和下层构件3的尺寸、材质均相同，所述下层构件3可拆卸地连接于所述上层构件2下方，所述空心箱体为钢质构件。
[0040] 首先架设试验线，在所有轨道梁上连接轨枕1，所有的轨道梁中有一跨为高度可调的空心箱体构成，有利于提高试验效率，减轻现场调试强度，有利于控制轨道的水平度，所述空心箱体为钢质构件，所述空心箱体包含上层构件2和下层构件3，所述上层构件2包括顶板21和两个腹板一22，所述下层构件3包括底板31和两个腹板二32，所述上层构件2和下层构件3内均设有加劲肋5，所述空心箱体沿纵桥向的两个端部上还有若干个加劲板6，每个所述加劲板6的底面
焊接连接于所述底板31上，每个所述加劲板6的一个侧面焊接连接于所述腹板二32上，先将所述上层构件2与下层构件3进行拼接形成所述空心箱体，然后在所述上层构件2和其他轨道梁上连接轨枕，拼接时每个所述腹板一22与一个所述腹板二32对齐，所述腹板一22和腹板二32分别与若干个连接板4通过螺栓连接，每个所述连接板4的上下两端均设有若干排螺孔，所述腹板一22与对应的腹板二32之间具有间隙9，所述间隙9的大小通过改变所述连接板4与对应所述腹板一22和腹板二32所连接的位置来进行调节，根据首次需要试验的刚度计算出所述间隙9的大小，连接完毕后，将所述空心箱体和其他所有所述轨道梁安装在桥墩7上，所述空心箱体下的支座8为可调高支座，如液压调高支座或螺旋调高支座，如图1所示。
[0041] 然后在所有所述轨枕1上安装轨道，所述轨道安装完毕后，选择车型及运行速度进行磁浮列车动载试验，通过加速度
传感器获得车辆振动加速度A(竖向加速度控制指标为a竖向≤0.25g；横向加速度控制指标为a横向≤0.20g)，然后根据公式： 求得所述空心箱体段的车辆运行舒适性指标W，其中，f为所述空心箱体的一阶振动频率，计算公式为 式中k为空心箱体的刚度，m为空心箱体的
质量；F(f)为频率修正系数，根据f的取值确定修正系数，若舒适性指标满足W要求，即W﹤3.00，则继续调整所述空心箱体的刚度进行试验，即调整所述间隙9的大小，所述步骤为先将上层构件2和下层构件3断开，根据试验需要确定所述间隙9的大小，然后将所述上层构件2和下层构件3连接好后，根据高差调整所述支座8的高度，然后重新吊装所述空心箱体，使调整过的空心箱体的上的轨道高度与相邻的轨道高度保持一致，采用所述支座8来补偿高差，如图2所示，有效降低现场的调节工作量，提高试验效率，通过液压或螺纹旋合来使高度改变后的空心箱体的位置与其他轨道梁平齐，调整精度高，灵活性好，有效保证试验的顺利进行，有利于获得最优的刚度限值，以便降低实际施工造价。
[0042] 重复进行试验和所述空心箱体的高度调整，结合实际造价成本在W﹤3的范围内确定该车型及运行速度下的轨道梁最优刚度，由于根据规范W﹤2.50为优良，2.50﹤W﹤2.75为良好，2.75﹤W﹤3.00为合格，因此根据实际需要，可以改变W的限制范围，确定不同车型及运行速度下适宜的轨道梁的最优刚度限值。
[0043] 所述轨道梁中可设置2-3个空心箱体，在试验中，分别采用不同的刚度，一次试验中同时试验多种刚度，有利于减少试验次数，降低成本，同时便于对比试验指标，以便确定更加合理的最优刚度限制。
[0044] 以上所述的，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到变化或替换，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所述的
权利要求的保护范围为准。
