侧桩承载式轨道称重装置的设计

　　1 引言

　　自动检测铁路车辆运行状态是保证铁路运输安全和实现铁路管理现代化的重要措施。铁路车辆的超载和偏载是引起线路、桥涵、车辆严重损伤乃至造成车辆脱轨的主要原因之一。

　　目前轨道称重设备主要有两类：①轨道衡 (部分轨道衡具有检测超偏载功能，但检测速度受限)。②铁道货车超偏载检测装置 (行车安全检测设备)。两者在结构的上主要差别有：①线路秤体基础：轨道衡基础为混凝土基础和整体道床;铁道货车超偏载检测装置则安放在碎石道床上。②秤体结构：轨道衡以框架、称重梁、柱式传感器为主;铁道货车超偏载检测装置则为特制轨枕、板式和剪力传感器。侧桩承载式轨道称重装置的设计目的是：将轨道衡与铁道货车超偏载检测装置相结合，兼顾计量与检测、混凝土基础与碎石道相互补充。

　　从现有国内外轨道称重装置的结构形式来看，目前的称重装置都是下部直接承载。轨道衡的钢筋混凝土基础需中断行车施工 20 天左右，不中断行车施工须采用扣轨施工、限速行车的方案，两种方案对铁路运输都有较大影响;铁道货车超偏载检测装置下部采用框架式结构，是非固定的承载形式。其称量数据作为安全检测，不能像轨道衡称量数据，作为贸易结算使用;所以设计一种新型的轨道称重装置，既能满足不影响铁路行车的施工需要，又能具有准确称重所需要的稳定基础;同时新设计的传感器称重模块可检测出垂直方向的压力和水平方向的侧向力以得到车辆的载重、偏载和脱轨系数，较为全面的反应运行状态下车辆的状态，将具有较大的实际意义。

　　2 机械承载系统的设计

　　侧桩承载式轨道称重装置的方案与其它称重装置的区别主要有两点，第一是将原来铁路线路的下部承载改为铁路线路两侧承载，利用特制钢枕将承载力传递到两侧的钢筋混凝土纵梁上，再由钢筋混凝土纵梁向钢筋混凝土侧桩传递;第二是将扣轨施工时构建的临时桩基设计成永久使用的侧桩，将纵向扣轨梁设计成钢筋混凝土纵梁，用钢枕替代横向扣轨梁和钢筋混凝土轨枕。

　　侧桩采用挖装方式施工，在采取一定的防护措施后，并不影响行车，整施工过程如下：第一步完成侧桩的开挖、浇注预留与纵梁结合的钢筋;第二步浇注钢筋混凝土纵梁，纵梁上预留安装钢枕用的预埋钢板;第三步抽除原由的轨枕，同时安装钢枕和传感器模块。

　　安装完成后的侧桩承载式轨道称重装置的局部，如图 1。

　　侧桩承载式轨道称重装置钢枕承载机构———组装式钢枕承载机构是轨道称重装置的主要承受和传递载荷的重要部件。从动态称重和检测超偏载的特点出发，对机械承载系统的主要技术要求是：