现代有轨电车轨道结构探析

文章结合上海浦东张江高新科技园区和苏州高新区现代有轨电车工程,从胶轮导轨系统和钢轮钢轨系统2种现代有轨电车轨道系统的特点、钢轨及轨道结构选型等方面,对胶轮导向轨系统和钢轮钢轨系统有轨电车的轨道结构及设计施工进行分析和比较,为城市轨道交通现代有轨电车建设提供参考。     

嵌入式轨道竖向支撑刚度优化设计

有机电车嵌入式轨道主要通过承轨槽内的填充材料固定钢轨并提供连续支撑,其承轨槽内结构复杂,刚度计算没有具体的解析表达式。为此,通过有限元方法分析了影响钢轨竖向支撑刚度的因素和范围,同时建立了有轨电车-嵌入式轨道耦合动力学模型,得到了钢轨竖向支撑刚度对嵌入式轨道动态特性的影响曲线。此外,综合考虑承轨槽填充材料对钢轨和轨道板的动力学特性影响,给出了钢轨竖向支撑刚度的合理取值范围。     

现代有轨电车轨道结构技术创新和应用

归纳总结了国内外现代有轨电车轨道结构的组成和技术特点,着重介绍了我国现代有轨电车的胶轮系统和钢轮-钢轨系统两种轨道结构型式。介绍了我国现代有轨电车轨道技术发展的创新点,并提出下一步发展建议。     

有轨电车用6号嵌入式道岔无缝化分析

为探明有轨电车嵌入式道岔无缝化的可行性,通过建立有轨电车用嵌入式道岔有限元模型,对钢轨强度、高分子材料特性、钢轨伸缩位移、轨道稳定性以及断缝值进行计算分析。研究结果表明:在温度荷载作用下,基本轨承受一定的附加力作用,钢轨最大温度力出现在直基本轨上;钢轨强度、稳定性及断缝均满足要求;嵌入式道岔最大伸缩位移出现在尖轨尖端,在升温55℃时,其尖轨尖端伸缩位移值为3.16 mm,高分子材料无损坏,可保证对钢轨的锁固作用;有轨电车用嵌入式道岔无缝化可行。     

现代有轨电车埋入式轨道结构研究

现代有轨电车埋入式轨道结构具有能与路面交通共用路权、节省占地、美观等优点。对现代有轨电车埋入式轨道结构进行分析和研究,讨论钢轨、钢轨固定结构、道床和道岔等关键组成部分的结构形式,提出正线宜采用槽型轨、小半径曲线地段宜选择现浇道床板结构等埋入式轨道在现代有轨电车中的应用方式建议。     

现代有轨电车嵌入式轨道板的研究与设计

针对现代有轨电车建设周期短、景观要求高等特点,结合工程设计需求,研发了一种新型的现代有轨电车预制道床板轨道结构系统,此类结构采用高分子材料连接钢轨和道床,替代了传统扣件,突破了传统的有轨电车现浇道床的结构形式。对此新型轨道结构的组成及设计理论进行研究,室内试验及线上测试结果表明,该结构体系安全可靠,施工进度快,绝缘性好,并具有一定的降噪性能,为后续有轨电车轨道系统设计方案的研究提供了很好的借鉴和参考。     

现代有轨电车曲线段槽型轨施工及换轨技术探讨

现代有轨电车作为地铁的拓展和延伸,正发挥着非常重要的作用.解决现代有轨电车线路轨道敷设问题是有轨电车发展的前提之一,而在现代有轨电车开通运营以后如何能够快速更换钢轨从而减小对其自身及公共交通的影响亦是运营单位需要考虑的重点问题.文章着重研究探讨现代有轨电车槽型轨施工及轨道系统维护中的换轨技术问题.     

现代有轨电车59R2槽型钢轨6号单开道岔设计

道岔是线路的关键设备。有轨电车线路使用槽型钢轨,槽型轨道岔与普通道岔不同,槽型轨道岔就成了有轨电车项目中线路工程的关键。为了满足沈阳浑南新区现代有轨一期工程需求,在分析部分国内外有轨电车槽型轨道岔的基础上,根据国内现有钢轨的品种范围,进行现代有轨电车用59R2槽型钢轨6号单开道岔设计,选定拼装式转辙器、整体型高锰钢辙叉的典型结构,并进行厂内试制和试铺。该道岔已经投入使用,效果良好,并提出进一步的优化和改进措施。     

现代有轨电车槽型轨铝热焊接技术与应用

沈阳市浑南新区现代有轨电车项目是我国首次大规模建设的现代有轨电车轨道交通线网,线路轨道采用槽型钢轨铺设焊接,由于钢轨轨头存在凹槽,与常用钢轨差别较大,目前没有成熟应用的槽型钢轨焊接方法。依据钢轨铝热焊接技术原理,设计了一个与凹槽相吻合的砂块,将该砂块填充在槽型钢轨的凹槽内,解决了采用铝热焊接方法焊接槽型钢轨的难题。通过试验测试59R2槽型钢轨铝热焊接头静弯强度,疲劳性能,硬度,金相组织等指标,所有项目均能满足技术要求。槽型钢轨铝热焊接技术应用于沈阳现代有轨电车轨道焊接,施工速度快,焊接接头质量可靠。     

现代有轨电车工程轨道系统特殊设计要点

现代有轨电车是构建城市多层次公共交通系统中的重要一环。结合广州海珠区现代有轨电车工程的建设情况,对现代有轨电车轨道工程的钢轨、钢轨护套、道岔以及平交道口轨道等特殊设计要点进行探析。有轨电车线路多为地面敷设,且在平交道口需与社会车辆共享路权条件,采用槽型轨优势明显,提出适用于该工程的槽型轨型号;钢轨护套能够对钢轨起到杂散电流防护、弹性过渡及减振降噪的作用,建议进行一体化设计;有轨电车道岔的选型需充分发挥其号码小、全长短、线型设计灵活等特点,提出选型及设计建议;对于有重型车辆通行的平交路口,通过有限元分析,提出预防措施。     

嵌入式轨道钢轨焊接不平顺安全限值研究

为调查嵌入式轨道的槽型轨焊接不平顺的安全控制限值及焊接不平顺现代对有轨电车及嵌入式轨道动力作用的影响,建立现代有轨电车/嵌入式轨道耦合动力学模型。计算模型中,现代有轨电车简化为多刚体动力系统,嵌入式槽型轨被视为连续弹性支承基础上的Timoshenko梁,整体道床用三维实体有限元单元模拟,钢轨填充材料用三维粘弹性弹簧-阻尼单元模拟,嵌入式道床板底部的致密混凝土底座及路基简化为等效的弹簧-阻尼单元。基于动力学仿真计算,以GB5599-1985规定的车辆动力学性能指标为评定准则,对槽型轨焊接不平顺的安全限值进行详细分析。计算结果表明,对于短波波长小于0.2 m的焊接不平顺,1 m范围内槽型轨轨顶面容差的建议控制限值为0.2 mm;对于短波波长大于0.2 m的焊接不平顺,1 m范围内槽型轨轨顶面容差的建议控制限值为0.3 mm。     

现代有轨电车系统轨道工程关键技术分析

国内许多城市相继规划建设现代有轨电车系统项目,低地板技术的现代有轨电车造型新颖、舒适、转弯半径小的特点突出。轨道工程作为有轨电车中最重要组成系统之一,承受车辆的荷载,并引导车辆运行。针对有轨电车系统特点,阐述有轨电车主要技术标准差异性,结合目前国内外有轨电车轨道工程结构技术现状,重点分析轨道系统中钢轨形式、扣件、道岔、道床结构及减振降噪5个方面关键技术及相关问题,提出一些设计见解和建议。特别针对现代有轨电车维修困难和振动噪声问题,提出的轨道系统优化设计理念。     

现代有轨电车轨道结构系统设计及体会

通过调研国内已建及在建有轨电车项目,对现代有轨电车轨道结构设计进行系统性介绍和分析,重点介绍钢轨、扣件、轨枕、道床、钢轨扣件防护、道岔及排水设计与选型,总结轨道设计经验,对钢轨扣件选型、道床及支承层设计、道岔区道床选型、排水设计、接口设计等提出合理化建议,如建议道岔区采用有枕式整体道床,混行路口处钢轨扣件防护进行特殊设计,道床下部设钢筋混凝土底座,底座两线间及两线外侧采用碎石填充上部混凝土抹面,保证轨道结构的安全适用性、经济性及技术先进性,减少后期养护维修工作,为后续现代有轨电车轨道系统设计提供参考和借鉴。     

现代有轨电车噪声机理及减振降噪技术

简述了我国现阶段现代有轨电车的噪声限值要求,以测试数据给出了典型现代有轨电车的噪声水平现状,系统分析了现代有轨电车的声源分布和噪声产生机理。针对现代有轨电车噪声特性及其产生机理,提出了车内外噪声控制的关键技术。研究结果表明:轮轨噪声是现代有轨电车的主导声源,通过弹性车轮和嵌入式轨道结构实现轮轨噪声声源控制,通过风挡隔声控制和结构传声路径控制实现车内噪声控制是有轨电车减振降噪的关键技术所在。     

简支梁桥上有轨电车嵌入式轨道纵向力分析

研究目的:因桥上无缝线路梁轨相互作用较为复杂,桥梁和轨道结构的受力与变形特性成为国内外学者的热点研究问题。为研究温度荷载、列车荷载和制动荷载作用下轨道结构的受力与变形规律及影响因素,根据嵌入式轨道的特点,本文通过建立嵌入式轨道桥上无缝线路有限元模型,计算伸缩力、挠曲力和制动力三种工况下轨道结构的受力与变形情况,并分析梁体温差、高分子材料纵向阻力和墩台纵向刚度对伸缩力的影响。研究结论:(1)嵌入式轨道的线路纵向阻力和垂向刚度均为线性变化,且轨板相对位移限值为6.2 mm;(2)轨道结构的受力和变形均随着梁体温差的增加而线性增加,允许梁体温差为38℃;随着线路纵向阻力的增加,钢轨纵向位移和伸缩力逐渐增大,而轨板相对位移则逐渐减小;桥梁墩台纵向刚度对轨道结构的受力和变形影响较小;(3)在挠曲力和制动力工况下,轨板相对位移和钢轨附加力均较小,故在设计时应重点关注伸缩力工况;(4)当梁体温差和轨温变化幅度为30℃时,钢轨强度和轨板相对位移均满足要求,因此在32 m简支梁上铺设有轨电车嵌入式轨道无缝线路是可行的;(5)本研究成果对桥上有轨电车嵌入式轨道设计具有参考价值。     

槽型钢轨移动式闪光焊接工艺与施工组织研究

现代有轨电车轨道采用60R2槽型钢轨,该钢轨属于特殊断面重轨,60R2槽型钢轨焊接一直是现代有轨电车无缝线路施工的技术难点。本文通过对60R2槽型钢轨闪光焊接原理分析,焊接工艺调试并结合闪光焊接接头各项力学性能检验,最终确定了适合60R2槽型钢轨闪光焊接的施工工艺;同时结合现场施工组织,总结了相应的现场移动闪光焊接工艺特点、施工组织流程及各工序质量控制关键。经检测,槽型钢轨移动式闪光焊接接头达到了焊接标准的各项要求,焊接质量良好。     

佛山高明区现代有轨电车轨道结构设计要点及方案优化

结合佛山高明区现代有轨电车一期工程,对轨道结构设计方案进行了介绍,并对工程设计的重难点和解决方案进行了阐述,最后对现代有轨电车平交道口的加强型轨道结构方案提出了钢槽+环氧树脂+砂浆层的优化方案。     

现代有轨电车无砟轨道列车荷载取值研究

为确定现代有轨电车无砟轨道的设计轮载和常用轮载的具体取值,根据轮轨相互作用原理,建立现代有轨电车-无砟轨道垂向耦合动力学计算模型。详细分析不同行车速度下车轮扁疤和美国6级线路不平顺谱对轮轨垂向力的影响,并比较上凸型和下凹型钢轨焊缝不平顺所引起的轮轨接触力变化规律的不同之处,同时也对轮轨垂向力数据进行统计分析,从而得到设计轮载和常用轮载的取值。研究结果表明:在车轮扁疤激励下,轮轨垂向力和动载系数随着行车速度的增加,呈现先增大后减小的趋势;下凹型钢轨焊缝不平顺对轮轨相互作用力的影响较大,而上凸型钢轨焊缝不平顺对轮重减载率的影响较显著;与钢轨焊缝不平顺相比,车轮扁疤对轮轨相互作用力的影响更大,因此在有轨电车车辆的日常养护维修过程中应及时对车轮扁疤进行维修;建议现代有轨电车无砟轨道的设计轮载和常用轮载分别取为静轮载的1.45倍和1.25倍。     

有轨电车嵌入式轨道路基结构动应力分布规律

为分析列车荷载作用下有轨电车嵌入式轨道路基结构动应力分布规律,建立现代有轨电车车辆动力学模型和三维精细化的非线性轨道-路基-地基动力学计算模型,获得在不平顺谱激励下的动态轮轨垂向力,研究列车荷载作用下嵌入式轨道路基结构中动应力沿横向、垂向和纵向的分布规律。研究结果表明:在移动列车荷载作用下,轨道路基结构中的动应力沿横向都呈现驼峰形,且应力极值均出现在钢轨下方;同时在距轨道中心线约1.5 m处,基床表层竖向动应力约等于0,表明路基面宽度取为4m是合理的;当取自重应力的20%作为参考标准时,列车荷载在路基中的影响深度为0.75m;当列车速度为70 km/h时,路基基床表层动应力纵向影响范围约为8.8 m;在对轨道结构进行设计时,建议采用单轴双轮加载,而对路基结构进行设计时,建议使用双轴四轮进行加载。     

钢轨嵌入式钢弹簧浮置板轨道减振性能分析

为满足160 km/h地铁设计对轨道减振性能的要求,提出了钢轨嵌入式钢弹簧浮置板轨道结构设计方案,并研究了钢轨支承形式及轨下连续支承参数对轨道结构减振性能的影响。结果表明:钢轨支承形式(离散支承、连续支承)对钢轨和轮对振动加速度影响较小;随着轨下连续支承刚度和阻尼的降低,轮轨力和轮对加速度主频向低频移动,同时轮对及浮置板在63 Hz以上的振动减轻,但会加剧钢轨在250 Hz以上的振动;实际设计中对减振性能要求较高的地段可选用钢轨嵌入式钢弹簧浮置板轨道,并适当降低轨下连续支承刚度和阻尼来提升轨道结构的减振性能。研究成果可为160 km/h市域地铁快线中钢轨嵌入式钢弹簧浮置板轨道的选用和轨下连续支承参数的设计提供参考。