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* * 9 轨道结构参数及动力测试技术 用弯矩差法测枕上压力和轮轨垂直力一样，需要在轨底贴片，工作、检查、修复等都很不便，而剪应力法是将应变片或应变花贴在轨腰上，则比较方便，故近年来更多的采用剪应力法。 用剪力法测枕上压力的最大优点是不在轨道上铺设任何其它测试元件，仅在钢轨上贴应变片，因而完全不改变轨道的工作状态，实施简单，测点成活率高。但它也存在以下两点问题： （1）测试波形的读数点是对应于车轮作用在其中一个贴片断面之上的瞬间。当车轮位于贴片断面之上时，由于车轮的作用在轨腰上所形成的挤压应力，可能对测试结果带来影响。但从图9-26所示的测试波形来看，随着车轮接近贴片断面，波形上升连续、平滑、看不出有突加的垂直挤压应力的影响。其次根据室内有意将荷载P作用在不同的断面上（包括贴片断面）进行测试评定的结果，没有发现明显的垂直挤压应力影响，根据现场测试的结果表明资料是可信的。 * * 9 轨道结构参数及动力测试技术 （2）剪力法只能测得车轮作用干跨中时的枕上压力，面不能测出车轮作用于枕上时的枕上压力（即最大轨枕压力）。在分析轴重、速度、机车车辆簧下重量、轨道结构参数等对枕上压力及轨下部分的荷载的影响时，车轮所在的位置是无关紧要的。因为车轮在枕盒时，枕上压力的增长规律和车轮在枕上时的规律是相同的，因而在轨道结构参数及行车参数的研究中得到广泛地应用。如果必需知道车轮作用在轨枕上时的枕上压力，则应根据钢轨基础的软硬程度，乘上一个1.05～1.10的修正系数，具体的系数值可按轨道结构点支承计算方法求得。 * * 9 轨道结构参数及动力测试技术 9.3.3 道床测试 在传统的轨道强度计算中，都是以“道床应力”为参数，按道床“破坏”的概念建立道床强度的检算条件。然而在实际的轨道上，道床的失效多表现为在列车荷载反复作用下，由于道碴颗粒的窜动、磨损、破碎而造成的道床累积变形、脏污、板结等病害。道床病害既决定了道床的清筛周期，也决定了轨道的经常养护维修工作量。道床病害的发生和发展，不是直接取决于列车荷载作用下的道床应力，而是取决于由列车荷载及道床状态所共同决定的道床应变。 试验资料表明，荷载作用下的道床应变愈大，卸载后的残余变形就愈大，荷载重复作用后的累积残余变形也愈大，道床病害的发生和发展就愈快。因此用“道床应变”为参数，按道床失效的概念，建立道床承载能力的检算条件，比传统强度计算中“道床应力”和“破坏”的概念能更确切地反映道床的实际工作和失效情况。 * * 9 轨道结构参数及动力测试技术 此外，测定“道床应力”也是困难的。这是因为外荷载和道床变形之间的关系如图9-29所示呈非线性关系，所以对于同一测点，道床的变形模量不是常数。随着测点的不同，图9-29所示的曲线是不同的，因此，道床的变形模量将随荷载大小及测试地点的不同而异。 图9-29 外荷载和道床变形的关系曲线 * * 9 轨道结构参数及动力测试技术 变形模量是表示应力和应变关系的比例系数，既然变形模量是不定值，所以在道床应力和道床应变之间就不可能有某种恒定的比例关系，难以根据测试得出的应变值去推断相应的应力值。道床应变采用道床应变盒进行测试。 1．道床应变盒 普通土压盒多采用刚框、弹性薄膜式结构，弹性元件(薄膜)周边固牢于一个圆形的刚框之上。这种结构不适于道床的应变测试，因为粗糙的道碴颗粒之间压力的传递，是通过少数接触点实现的，不可能保证压力能均匀地传递到压力盒的弹性膜上。压力分布的不均匀性将会影响压力盒的灵敏度，甚至有些接触点是作用在压力盒的刚框上，因而对弹性膜根本不产生影响。测试道床应变的压力盒选用张合式结构，如图9-30所示。 * * 9 轨道结构参数及动力测试技术 1-下底；2-上盖；3-马蹄形弹簧；4-顶密封盖；9-下密封盖； 6-出线咀密封盖；7-橡胶密封盖；8-橡胶密封套；9-出线咀 图9-30 道床应变盒结构图 * * 9 轨道结构参数及动力测试技术 道床应变盒的弹性元件为四个马蹄形弹簧，盒的下底和上盖固牢于弹簧的两端，在下底和上盖间留有3mm间隙，弹性元件受力变形时，供张、合之用。在四个弹簧上贴应变片，组成全桥，由于在弹性元件变形的方向无刚性组件，而且四个弹簧的性质基本一致，因此当作用于盒盖上的压力分布不均匀时，对应变盒的灵敏度不会有显著影响，更不会出现盖上的某些接触点不引起弹性元件变形的情况。 根据我国现行的道碴粒径，应变盒底和盖的外径选为70mm，与道碴最大粒径相等。盒子和周围道碴间的接触要求与普通道碴相互间的接触大体相似。外径过小可能出现一颗道碴的一个或几个接触点作用在盒盖上，而另外的接触点作用在别的道碴上，应变盒所感受的压力就不是道床压力的全部而是一部分。