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TB/T 3396.4-2015

基本信息

标准号: TB/T 3396.4-2015

中文名称:高速铁路扣件系统试验方法第4部分:组装疲劳性能试验

标准类别:铁路运输行业标准(TB)

标准状态:现行

出版语种:简体中文

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相关标签: 高速铁路 扣件 系统 试验 方法 组装 疲劳 性能

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出版信息

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标准简介

TB/T 3396.4-2015.Test methods for fastening systems of high-speed railway-Part 4:Test of fatigue performance of fastening assembly.
1范围
TB/T 3396.4规定了扣件组装疲劳性能的室内试验方法。
TB/T 3396.4适用于高速铁路扣件系统。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
TB/T 3396.1高速铁路扣件 系统试验方法第1部分钢轨纵向阻 力的测定
TB/T 3396.2高 速铁路扣件系统试验方法第2部分组装 扣压力的测定
TB/T 3396.3高速 铁路扣件系统试验方法第3部分组装静刚度的测定
3符号
下列符号适用于本文件。
a:荷载作用线与钢轨底面垂直线的夹角,单位为度(°);
P:平行于钢轨底面的单个承轨面最大荷载分量,单位为千牛(kN);
Pv :垂直于钢轨底面的单个承轨面最大荷载分量,单位为千牛(kN);
T :疲劳试验前轨头相对于轨枕固定点的相对距离,单位为毫米( mm);
T2 :疲劳试验后轨头相对于轨枕固定点的相对距离,单位为毫米( mm);
G1 :疲劳试验前的轨距,单位为毫米(mm);
G2 :疲劳试验后的轨距,单位为毫米(mm)。
4原理
在如图1所示的加载位置和方向对钢轨轨头施加循环荷载。通过试验过程中扣件组装扣压力、钢轨纵向阻力、扣件组装静刚度和钢轨位置的变化,以及扣件部件疲劳后的状态确定扣件的组装疲劳性能。

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标准内容

ICS45.080
中华人民共和国铁道行业标准
TB/T3396.4—2015
高速铁路扣件系统试验方法
第4部分:组装疲劳性能试验
Test methods for fastening systems of high-speed railway-Part 4 :Test of fatigue performance of fastening assembly2015-07-15发布
国家铁路局发布
2016-02-01实施
规范性引用文件
试验参数
试验设备
单根钢轨的试验方法
替代试验方法
最终检查
试验报告
TB/T3396.4—2015
Hii KAoNni KAca
HiiKAoNniKAca
TB/T3396《高速铁路扣件系统试验方法》分为7个部分:一第1部分:钢轨纵向阻力的测定;一第2部分:组装扣压力的测定;-第3部分:组装静刚度的测定;第4部分:组装疲劳性能试验;
一第5部分:绝缘电阻的测定;
一第6部分:恶劣环境条件的影响;-第7部分:预埋件抗拨力试验。本部分为TB/T3396的第4部分。
本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本部分由中国铁道科学研究院标准计量研究所归口。本部分起草单位:中国铁道科学研究院铁道建筑研究所。本部分主要起草人:赵汝康、肖俊恒、方杭玮、许绍辉、李子睿。TB/T3396.4—2015
Hii KAoNni KAca
HiiKAoNiKAca
TB/T3396.4—2015
高速铁路扣件系统试验方法
第4部分:组装疲劳性能试验
1范围
本部分规定了扣件组装疲劳性能的室内试验方法。本部分适用于高速铁路扣件系统。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。TB/T3396.1高速铁路扣件系统试验方法第1部分钢轨纵向阻力的测定TB/T3396.2高速铁路扣件系统试验方法第2部分组装扣压力的测定TB/T3396.3高速铁路扣件系统试验方法第3部分组装静刚度的测定3符号
下列符号适用于本文件。
α:荷载作用线与钢轨底面垂直线的夹角,单位为度(°);PL:平行于钢轨底面的单个承轨面最大荷载分量,单位为千牛(kN);Pv:垂直于钢轨底面的单个承轨面最大荷载分量,单位为千牛(kN);T:疲劳试验前轨头相对于轨枕固定点的相对距离,单位为毫米(mm)Tz:疲劳试验后轨头相对于轨枕固定点的相对距离,单位为毫米(mm);G:疲劳试验前的轨距,单位为毫米(mm);Gz:疲劳试验后的轨距,单位为毫米(mm)。4原理
在如图1所示的加载位置和方向对钢轨轨头施加循环荷载。通过试验过程中扣件组装扣压力、钢轨纵向阻力、扣件组装静刚度和钢轨位置的变化,以及扣件部件疲劳后的状态确定扣件的组装疲劳性能。Pbzxz.net
说明:
一荷载作用线:
2——轨头内侧角圆弧中心。
图1荷载作用位置
HiiKAoNi KAca
TB/T3396.4-2015
5试验参数
循环荷载的最大荷载
循环荷载的加载角度
6试验设备
6.1钢轨
Pv/cosa=70kN
α=26°
一段长度约0.5m或1m的短钢轨(在60kg/m钢轨轨腰处截去15mm总高度为161mm,轨底不应修整,如图2所示)。钢轨应无剥离,表面无浮锈,轨底没有由于重复试验被磨光。轨腰处截去15m
图2钢轨断面示意
6.2加载设备
单个承轨面试验时,能在3Hz~5Hz频率下达到100kN的设备。当要求同时对2个或4个承轨面加载时,其加载能力应相应增大。6.3加载装置
能按图1所示的加载位置、方向对钢轨轨头施加循环荷载。该装置允许钢轨在荷载作用下自由转动,平行钢轨轴线的宽度为100mm±10mm,其与轨头接触部分的半径大于轨头接触表面的圆弧半径,保证所有荷载条件下,其与钢轨保持线接触。6.4枢轴
加载设备、加载装置或加力架上的自由枢轴,从枢轴到钢轨的距离不应小于0.4m。6.5加力架
加力架应能把施加的荷载按要求的作用线平均分配到两根钢轨上,能按图1所示的加载位置、方向对钢轨轨头施加循环荷载。该装置允许钢轨在荷载作用下自由转动,平行钢轨轴线的宽度为100mm±10mm,其与轨头接触部分的半径大于轨头接触表面的圆弧半径,保证所有荷载条件下,其与钢轨保持线接触。
6.6位移传感器
测定钢轨相对于轨枕的垂向位移和横向位移的仪器,示值误差0.01mm。6.7荷载传感器
测定施加到钢轨上或加力架上荷载的仪器,精度等级1级。2
HiiKAoNi KAca
7试件
7.1轨枕
TB/T3396.4—2015
带有扣件预埋件或预留螺栓孔的轨枕、1/2根轨枕或板式轨道单元(本试验方法中均记述为轨枕)。轨枕的承轨面不应为试验而进行整修。当扣件预埋件或预留孔相对于轨枕纵向中心线不对称时,采用两根或两个1/2根轨枕进行试验。7.2扣件
包括所有部件的全套扣件。
8单根钢轨的试验方法
8.1概述
单根钢轨的试验方法适用于用扣件将单根钢轨固定在轨枕的一端或半根轨枕上的试验。在试验的过程中不应对扣件组装进行任何调整、复拧或整修。8.2试验步骤
8.2.1在轨枕纵向中心线布置的扣件如果扣件在轨枕纵向中心线上对称布置,按照相应产品要求进行组装,用扣件将一根长约0.5m的短钢轨固定在轨枕的承轨面上,依次按8.3、8.4、8.5、8.6和8.7的次序进行试验。8.2.2错开布置的扣件
如果扣件错开布置,按照相应产品要求进行组装,先用扣件将一根长约药1m的短钢轨的一端固定在A轨枕的一个承轨面上,依次按8.3、8.4和8.5的次序进行试验,然后将此根钢轨的另一端用扣件安装在B轨枕的一个承轨面上,如图3所示。安装完毕后进行8.6的试验.试验完毕后拆卸B轨枕上的扣件,再对A轨枕上的扣件按8.7进行试验。B轨枕上扣件安装和拆卸过程中,不应对A轨枕上的扣件产生扰动。
图3扣件错开布置时试验轨枕的布置8.3组装扣压力
按TB/T3396.2规定的方法测定扣件组装扣压力。8.4钢轨纵向阻力
按TB/T3396.1规定的方法测定扣件钢轨纵向阻力。8.5组装静刚度
按TB/T3396.3规定的方法测定扣件组装静刚度。8.6循环加载
采用图4所示的试验装置,轨枕应支承和固定在刚性基础上,在轨枕和刚性基础间放置压木或其他类似材料垫层,保证轨枕与刚性基础密实接触。3
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TB/T3396.4—2015
说明:
一轨枕或1/2根轨枕;
2—钢轨;
一扣件系统:
一加载装置;
5—枢轴;
在刚性基础上的垫层:
7—最大作用荷载,Pw/coso。
图4试验装置示意
当扣件错开布置时,采用图5所示的试验布置,两承轨面间的距离应尽可能小,且保证荷载平均分配在两个承轨面上。
/2P/coso
图5错开布置扣件的试验布置示意对试验组装系统缓慢加载到最大荷载,如果扣件错开布置时,加载到2倍的最大荷载,对单个承轨面的加载速率不超过100kN/min,对两个承轨面的加载速率不超过200kN/min。重复加载10次,在最后3次加载时,最大荷载作用线与钢轨底面垂直线夹角α的误差应在±0.5°的范围内。对试验组装系统施加循环荷载,从最小荷载5kN(单个承轨面时)或10kN(两承轨面时)到最大荷载Pv/cosα(两个承轨面时,最大荷载2Pv/cosα),加载频率3Hz~5Hz。在最初1000次循环的最后100次循环内,记录10个循环钢轨相对轨枕的动态位移(如图6所示,钢轨垂向位移应垂直于钢轨轨底面,且均布于扣件四周:钢轨轨头横向位移应与钢轨轨底面平行,且均布于扣件两边),取平均值记为动态位移量(钢轨垂向位移为四个位移传感器的平均值,钢轨轨头的横向位移为两个位移传感器的平均值)。
图6位移测试点的布置示意
TB/T3396.4—2015
完成1000次荷载循环后卸载,测量轨头相对于轨枕固定点的相对距离(测量方式与上述钢轨轨头动态横向位移一致,取平均值为测试值),记为初始距离T,经3×10°次荷载循环后,卸载4h后再次测量该距离,记为疲劳后距离T2,轨距扩大△G=2×(T,-T)。在疲劳试验时,当部件的表面最高温度达到50℃时,应采用风扇冷却、或在3Hz~5Hz范围内稍微降低加载频率、或暂时停止加载等措施。8.7重复试验
荷载循环3×10°次后,卸载并将所有用于试验的扣件部件静置24h后按如下次序进行重复试验:组装静刚度(见8.5)、钢轨纵向阻力(见8.4)和组装扣压力(见8.3)。9替代试验方法
9.1概述
替代试验方法适用于用扣件系统将两根钢轨固定在一根或两根轨枕上的试验。在试验的过程中不应对扣件组装进行任何调整、复拧或整修。9.2试验步骤
9.2.1在轨枕纵向中心线位置布置的扣件如果扣件在轨枕纵向中心线上对称布置,按照相应产品要求进行组装,用扣件将两根长约0.5m的短钢轨固定在一根轨枕的两个承轨面上,依次按9.3、9.4、9.5、9.6和9.7的次序进行试验。9.2.2错开布置的扣件
如果扣件错开布置,按照相应产品要求进行组装,先用扣件将两根长约1m的短钢轨的一端固定在A轨枕的两个承轨面上,分别对两个承轨面上的扣件依次按9.3、9.4和9.5的次序进行试验,然后将这两根钢轨的另一端用扣件安装在B轨枕的两个承轨面上,如图7所示。安装完毕后进行9.6的试验,试验完毕后拆卸B轨枕上的扣件,再对A轨枕上的扣件按9.7进行试验。B轨枕上扣件安装和拆卸过程中,不应对A轨枕上的扣件产生扰动。A
图7扣件错开布置时试验轨枕的布置示意5
TB/T3396.4—2015
9.3组装扣压力
按TB/T3396.2规定的方法测定扣件组装扣压力,组装扣压力取两套扣件系统的平均值。9.4钢轨纵向阻力
按TB/T3396.1规定的方法测定钢轨纵向阻力,钢轨纵向阻力取两套扣件系统的平均值。9.5组装静刚度
按TB/T3396.3规定的方法测定扣件组装静刚度,组装静刚度取两套扣件系统的平均值。9.6循环加载
采用图8所示的试验装置,轨枕应支承和固定在刚性基础上,在轨枕和刚性基础间放置压木或其他类似材料垫层,保证轨枕与刚性基础密实接触。说明:
1——轨枕;
2—钢轨;
3——扣件系统;
4——加载装置;
5—轴:
6—在刚性基础上的垫层;
7——加力架;
8——最大作用荷载,2Pv。
图8试验装置示意
当扣件错开布置时,采用图5所示的试验布置,两承轨面间的距离应尽可能小,且保证荷载平均分配在两个承轨面上。
对试验组装系统缓慢加载到最大荷载,如果扣件错开布置时,加载到2倍的最大荷载,对单根轨枕的加载速率不超过200kN/min,对两根轨枕的加载速率不超过400kN/min。重复加载10次,在后3次加载时,最大荷载作用线与钢轨底面垂直线夹角α的误差应在±0.5°的范围内。对试验组装系统施加循环荷载,从最小荷载9kN(单根轨枕时)或18kN(两根轨枕时)到最大荷载2Pv(两根轨枕时,最大荷载4Pv),加载频率3Hz~5Hz。在最初1000次循环的最后100次循环内,记录10个循环钢轨相对轨枕的动态位移(如图6所示,钢轨垂向位移应垂直于钢轨轨底面,且均布于扣件四周;钢轨轨头横向位移应与钢轨轨底面平行,且均布于扣件两边),取平均值记为动态位移量(钢轨垂向位移为四个位移传感器的平均值,钢轨轨头的横向位移为两个位移传感器的平均值)。完成1000次荷载循环后卸载,测量轨距(扣件两侧分别测量,取平均值为测试值),记为初始轨距G,经3×10°次荷载循环后,卸载4h后再次测量轨距,记为疲劳后轨距G2,轨距扩大AG=G2-G1。在疲劳试验时,当部件的表面最高温度达到50℃时,应采用风扇冷却、或在3Hz~5Hz范围内降低加载频率,或暂时停止加载等措施。6
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