荷载作用下钢轨倾翻规律的初步研究北大核心

由于列车的蛇行运动,车轮对钢轨除有一垂向偏心作用外,同时还有一大小随机的水平力作用,从而引起动态轨距扩大,而钢轨倾翻扭转是引起轨距扩大的主要因素。本文结合我国现场轨道状态,针对安装弹条Ⅱ型扣件的60 kg/m钢轨和75 kg/m钢轨倾翻规律进行了理论分析和试验验证。结果表明:以有限元法为基础建立的钢轨倾翻量计算方法是可行的;相同荷载作用在钢轨跨中较作用在节点引起的钢轨轨头横移量略大;在同样荷载作用下,60 kg/m钢轨的倾翻量略大于75 kg/m钢轨的倾翻量。     

荷载作用下钢轨倾翻规律的初步研究

由于列车的蛇行运动,车轮对钢轨除有一垂向偏心作用外,同时还有一大小随机的水平力作用,从而引起动态轨距扩大,而钢轨倾翻扭转是引起轨距扩大的主要因素。本文结合我国现场轨道状态,针对安装弹条Ⅱ型扣件的60 kg/m钢轨和75 kg/m钢轨倾翻规律进行了理论分析和试验验证。结果表明:以有限元法为基础建立的钢轨倾翻量计算方法是可行的;相同荷载作用在钢轨跨中较作用在节点引起的钢轨轨头横移量略大;在同样荷载作用下,60 kg/m钢轨的倾翻量略大于75 kg/m钢轨的倾翻量。     

采用Ⅱ型轨撑提高小半径曲线轨道强度

在小半径曲线上采用新研制的Ⅱ型轨撑，有利于提高钢轨的稳定性，保持钢轨轨距，减少钢轨横向变形和不均匀磨耗，并可取消原采用的易折损的轨距杆，从而大大提高小半径曲线轨道强度。     

轨撑加强的小半径曲线动态轨距分析

为控制小半径曲线动态轨距扩大,一般采用轨撑和轨距拉杆对轨道进行加强,但大机捣固道床时需拆除轨距拉杆,增加了养护维修工作量。为提升小半径曲线大机养护的便利性,研究小半径曲线拆除轨距拉杆只采用轨撑的可行性。建立轨撑和轨距拉杆加强的小半径曲线横向受力计算模型,分析轨撑、轨距拉杆以及两者组合使用对小半径曲线动态轨距保持能力的影响。研究表明：仅采用弹性轨撑即可有效保持小半径曲线动态轨距的稳定,建议在曲线半径R<350 m,每隔1根轨枕安装1对轨撑;350 m≤R<450 m,每隔2根轨枕上安装1对轨撑;450 m≤R<600 m,每隔3根轨枕上安装1对轨撑;R≥600 m和直线根据线路状态可适当安装。     

75kg·m-1钢轨用轨撑设计与铺装试验

针对重载铁路小半径曲线和长大坡道线路的轨距、线型难于保持,外轨侧磨严重,养护维修工程量大的情况,研制了普通型和减振型2种形式的75 kg·m-1钢轨用轨撑.在大秦线的轨道动力特性试验和现场试铺表明:与既有Ⅱ型弹条扣件相比,安装2种轨撑后测试断面的轨头横向静刚均有大幅增大,其中,外轨轨头的横向静刚度增大40%～54%,内轨轨头的横向静刚度增大9%～113%;轨撑提高了钢轨的横向抗力和抗倾覆的能力,提高了行车安全性;钢轨横移和钢轨侧磨明显减小,轨距和轨向保持良好,减小了日常养护维修工程量.减振型轨撑的减振效果更好.     

50kg/m钢轨12#混凝土轨枕道岔的技术改造

大秦线二期工程铺设的50kg／m钢轨12#混凝土轨枕单开道岔出现了多种病害，如特辙部分的基本轨与滑床板、滑床板与轨撑、轨撑与基本轨之间出现缝隙，挡肩窜出，尖轨中间部位的轨距超限，扣件扭矩不足等。针对这些病害，对道岔的主要部件进行更换和改进设计，收到了预期的效果。     

轨道结构对扣件的一般要求

1)在各类运营条件下固定钢轨,保持轨距能力强。由钢轨和轨枕组成的轨道框架完全由钢轨扣件联接,它必须保证框架几何特征的稳定,防止钢轨倾翻和轨距扩大,同时,还要保证轨道框架的弯曲刚度和扭转刚度,使钢轨处于准确位置。2)具有足够的防爬阻力,适用较大的运营温度范围和较大的轴     

重载铁路弹性支承块式无砟轨道轨距保持能力计算分析

弹性支承块式无砟轨道结构整体弹性较好,有利于降低轮轨相互作用力并减缓对隧道基底的振动冲击,是重载铁路长大隧道内较为适宜的轨道结构形式。但弹性支承块式无砟轨道采用两个独立的弹性块体支承钢轨,其保持轨道几何状态,尤其是保持轨距的能力相对较弱。本文通过有限元模型计算,结合室内相关试验结果,研究分析了重载条件下弹性支承块式无砟轨道轨距保持能力的影响因素。结果表明:增大支承块的长度、宽度以及埋深,可减小支承块横向间距扩大、轨距扩大、钢轨转角和支承块转角;当支承块埋深不变时,增大支承块高度对轨距扩大、钢轨转角及支承块转角的控制不利;增大支承块套靴侧向刚度,可减小支承块横向间距扩大、轨距扩大、钢轨转角和支承块转角;增大轨下垫板刚度和支承块下垫板刚度,轨距扩大不断减小,但轨下垫板刚度的增加主要是降低钢轨转角,对支承块的几何状态影响不大,而支承块下垫板刚度的增加主要是降低支承块横向间距扩大,对钢轨转角的影响较小。     

弹性支承块式无砟轨道钢轨抗倾翻性能全参数化计算方法

列车通过弹性支承块式无砟轨道时,扣件和弹性支承块的弹性叠加容易使钢轨倾翻角和轨头横移量显著增大,导致动态轨距扩大,进而影响列车运行的安全性和平稳性。综合考虑轮轨激励形式及其载荷作用关系(包括轮轨垂向力的准静态成分、动态成分及其作用位置、轮轨水平力及其作用位置以及钢轨廓形等)、扣件系统力学特性及其几何参数(包括扣件系统的垂向及横向刚度和阻尼以及外形尺寸等)、弹性支承块力学特性及其几何参数(包括弹性支承块的各向刚度、模量、泊松比以及外形尺寸等),建立准确的力学分析模型和几何关系模型,全面清晰地表征了弹性支承块式无砟轨道结构受力特点。基于力矩平衡计算原理,提出弹性支承块式无砟轨道钢轨抗倾翻性能全参数化计算方法,根据单节点实尺模型残余变形试验对理论计算结果进行修正,若考虑消除初始装配间隙影响,支承块间距扩大理论计算值增加0.04 mm加以修正,轨距扩大量应增加0.2 mm加以修正,通过对比分析计算结果、单节点实尺模型试验结果与传统实体有限元模型仿真结果,证明数据吻合度极高。分析与计算结果表明,本文提出的全参数计算方法与单节点实尺模型试验结果、实体有限元模型仿真结果吻合程度良好;利用本文所提出的...     

漫话铁路钢轨扣件

扣件是轨道重要组成部件，钢轨与轨枕通过扣件联结在一起。扣件的作用是固定钢轨正确位置，阻止钢轨的纵向和横向位移，防止钢轨倾翻，同时还能提供必要的弹性、绝缘性能等。     

基于变轨距高速动车组适应性的动力学性能分析

变轨距除了轨距发生改变以外,还可能伴随有钢轨轮廓、轨底坡的变化,变轨距高速动车组对这些变化都要有较好的适应性,不仅稳定性要满足高速运行要求,而且其他动力学性能也要达到优良水平。变轨距转向架由于增设了变轨机构,增加了簧下质量,文章计算分析了变轨距动车组对这些变化的适应性。计算结果表明,变轨距动车组对轨距、钢轨轮廓、轨底坡及簧下质量变化的适应性较好,满足设计要求。     

1676 mm轨距60 kg/m钢轨8.5号宽轨单开道岔研制

1 676 mm轨距60 kg/m钢轨8.5号宽轨单开道岔，是国内首次开发和应用的宽轨道岔，应用于昆明铁建装备厂内试验线。介绍了该道岔设计参数的选取和结构特点，并检算了道岔的安全参数和辙叉及护轨各部间隔。转辙器采用弹性可弯尖轨，转换设备按内锁闭装置设计，采用手动扳道器扳动，尖轨跟端设置限位器结构。辙叉采用钢轨组合辙叉，护轨选用33 kg/m槽型护轨。道岔采用Ⅲ型弹条分开式扣件，滑床板和护轨垫板处基本轨内侧台板刚性扣压，外侧采用弹条扣压。     

钢轨焊接接头平直度测量方法及效果研究

钢轨焊接接头平直度的测量一般采用电子平尺或钢板尺进行。根据中华人民共和国铁道行业标准规定,钢轨焊接接头平直度测量位置分别为轨顶面纵向中心线、轨头侧面工作边上距轨顶面16 mm处的纵向线。在实践中,由于钢轨轨头部位廓形由多个弧面衔接而成,因此,行业标准中对于钢轨焊接接头轨距角处纵向平直度测量尚无要求。轨距角是与车轮匹配的关键位置,其平直度直接关系到车轮运行的平顺性,通过对60N新廓形钢轨轨头廓形弧面和工作面平直度测量结果研究,提出钢轨焊接接头平直度测量的新方法——四位置测量法。对测量效果进行比较,为完善钢轨焊接接头外观质量测量标准及提高钢轨焊接接头质量提供参考。     

关于统一我国钢轨顶面轮廓的建议

由于历史原因，我国铁路钢轨有多种型号，钢轨的最新铁标TB／T2344—2003保留r43、50、60、75k咖4种形式。其中60kg／m轨符合国际标准，是按照实际线路钢轨磨耗后稳定的形状设计的，我国主要干线及高速线都采用60kg／m轨，43、50kg／m轨的轨顶形状与60kg／m轨不同，是早期引进设计的，磨耗后外形显著改变，外形不稳定。75kg／m轨用在大秦线，其轮廓是从俄罗斯购近的钢轨的形状尺寸，不符合国际标准。     

钢梁桥木枕轨距杆的研制与应用

为保障提速铁路的行车安全，针对钢梁桥木桥枕线路轨距和方向不容易保持并且改道困难的问题，提出了研制钢梁桥木枕轨距杆方案，即分别用2个螺纹道钉将一块矩形铁板拧固在线路同一测的两根枕木头上，并与连接木枕的护木靠紧，使铁板更加稳定。轨距杆紧贴在护木下面并从枕木空穿过，一端与铁板焊接在一起，另一端用螺母和卡铁将主轨轨底锁紧，并在轨底处安设绝缘装置。由于受护木的影响，必须将轨距杆向上做一个弯折。在枕木的另一侧端同样设置一根轨距杆，每隔6根枕木设一对。通过调整钢轨底下的轨距杆螺母达到调整轨距目的。     

重型弹性支撑块无砟轨道施工装备的研究

重型弹性支撑块新型框架针对客运专线弹性支撑块无砟道床施工设计,集工具轨、高低调节器、模板为一体,用60 kg/m钢轨和型钢制造。框架各部尺寸和轨面高程按铺设60 kg/m钢轨技术条件设计。此重型弹性支撑块无砟轨道排架能够满足我国时速200、250、300 km及以上客运专线,以及重载铁路弹性支撑块无砟轨道道床施工,并能在路基、桥梁、隧道内施工,它适用于各类弹性支撑块无砟轨道断面道床施工,满足铺设长轨的道床技术要求。     

中国的标准轨距与詹天佑

国际标准轨距 铁路轨距是指两根钢轨之间的距离。所谓标准轨距各国的规定亦不尽相同,一般是对这个国家占主导地位的铁路轨距而言。如印度,有1676毫米、1000毫米、762毫米和610毫米等多种轨距并存,但以1676毫米为标准轨距。对世界来说,称1435毫米轨距,为铁路标准轨距,超过1435毫米为宽轨或称广轨,1067毫米为准窄轨,而1067毫米以下为窄轨。     

钢轨廓形打磨对京广线曲线磨耗速率及钢轨表面状态的影响

针对京广线曲线上股钢轨鱼鳞伤严重,下股光带不良,轨距角有明显斜裂纹等问题,分别采用传统打磨方式与廓形打磨方式消除。对打磨前后效果进行分析比对得出,采用廓形打磨后,曲线上股轨面状态较好,斜裂纹、剥离掉块等发展速率均得到控制,曲线下股光带分布合理;采用传统打磨方式,钢轨表面鱼鳞伤得到消除,但是由于轨距角处切削量太大,导致轨侧有高频次接触,不利于减缓钢轨磨耗。提出研发适用于我国线路的钢轨打磨列车,制定合理的钢轨打磨周期及打磨策略,优化钢轨廓形打磨委外服务模式和优化钢轨廓形的建议。     

重载铁路钢轨的伤损及预防对策研究

通过对重载铁路钢轨伤损的现场调查分析,确定出钢轨伤损的主要类型和规律,在此基础上提出了预防对策措施并进行了试验验证。结果表明:①在半径小于1 200 m的曲线上铺设轨面硬度大于370 HB的含铬热处理钢轨(U77 MnCr和PG4)、采用每天1次固体润滑并设置欠超高,可以减少钢轨的严重侧磨;②热塑性弹性体垫板可以增加轨道弹性,减少轨道动应力和钢轨的疲劳核伤;③在减少所用钢轨表面脱碳层深度和钢中夹杂物的基础上及时进行钢轨打磨,可有效抑制钢轨轨距角剥离掉块伤损的发展;④虽然热轧轨出现的剥离掉块深度较浅,但会在轨面外侧出现严重的深层肥边掉块,影响钢轨的安全使用,因此,重载铁路曲线下股仍应铺设高强度的热处理钢轨;⑤在优化焊接工艺和提高接头内部质量的基础上,对焊接接头采用焊后再淬火,以提高接头轨面的硬度,从而明显减少焊接接头轨面的低塌和焊接接头的伤损。     

重载汽车荷载下平交道口的钢轨伤损分析

针对目前在厂矿铁路外围平交道口中走行轨轨腰处和轨头下颚的裂纹,建立平交道口中走行轨及其横向支撑的有限元模型,分析了不同横向支撑条件(无支撑、倒放钢轨连续支撑、倒放钢轨间断支撑、连续刚度支撑、间断点弹簧支撑)下荷载冲击处钢轨断面内从轨腰底部至轨头下颚处的应力和位移。研究结果表明:在重载汽车冲击作用下,若走行轨的横向支撑刚度不足或横向支撑未顶实,则导致走行轨的轨腰处垂向应力过大,出现裂纹,在荷载反复作用下裂纹沿走行轨线路纵向发展,且走行轨的轨头最大横向位移为2.4 mm,危及行车安全;在直线地段的平交道口,采用倒放钢轨连续支撑走行轨效果较好;在曲线地段的平交道口地段,建议采用刚度为50~100 k N/mm的连续横向支撑材料代替倒放钢轨。