基于车辆走行性能的 9号直线型道岔允许通过速度研究

基于迹线法和车辆-道岔耦合动力学,考虑长期运营条件下车轮廓形磨耗,针对标准及磨耗后LM型车轮踏面和9号直线型道岔,对道岔区轮轨接触几何和车辆侧向通过道岔转辙器的走行性能展开评价,并分析9号直线型道岔的允许通过速度。研究结果表明:标准LM型踏面的轮轨接触关系优于磨耗后踏面,其允许通过速度高于磨耗后踏面。在相同的速度下运行时,标准LM型踏面的安全性,平稳性均优于磨耗踏面。在标准LM型踏面下运行,道岔侧向允许通过速度由车体横向振动加速度控制,为50 km/h;考虑实际运营条件下踏面磨耗,道岔侧向允许通过速度由脱轨系数控制,为40 km/h。     

高速铁路对道岔侧向最高允许通过速度的要求

从满足高速铁路运营的角度,研究道岔侧向最高允许通过速度。分析认为影响因素有列车最小运行间隔时间、最高运行速度、列车制动性能和加速性能、沿线车站到发线长度。以列车最高运行速度300km·h-1和350km·h-1等条件为前提,对4种运行工况下道岔侧向最高允许通过速度要求进行计算。结果表明,高速铁路的区间道岔侧向最高允许通过速度选择应不低于160km·h-1,车站道岔和咽喉区渡线侧向最高允许通过速度选择应不低于100km·h-1。     

城市轨道交通车辆段新型9号单开道岔设计研究

北京新机场线是我国首条时速160 km的地铁线路。为保证前期城市轨道交通的运营要求,并为中后期运量提升提供技术支持,按照城际铁路动车所设计标准选用了9号道岔。国铁50 kg/m钢轨9号道岔尖轨跟端为活接头式,容易产生病害且难以整治,为此研发了新型道岔。新道岔转辙器采用弹性可弯式尖轨,彻底消除了活接头病害;同时,对辙叉跟端进行了优化(采用夹板连接),选用33kg/m槽型护轨,基本轨内侧采用弹性扣压,提高了车辆段道岔的通过速度(侧向通过速度由25 km/h提高到35 km/h),保证了道岔功能要求。     

时速350km客运专线铁路60kg/m钢轨42号单开道岔结构设计

我国自主设计研制的时速350 km客运专线用60 kg/m钢轨42号单开道岔,该道岔侧向允许通过速度为160 km/h,是我国目前为止试制、试铺的号码最大,侧向通过速度最高的道岔,也是我国首次采用双肢弹性可弯心轨技术并获得成功的大号码道岔。结构设计中在转辙器部分为减小尖轨扳动力及尖轨后端不足位移设置了12对辊轮,尖轨亦采用了预顶弯技术;在可动心轨辙叉部分心轨前端采用水平藏尖结构,大大提高了列车通过时的舒适性和平稳性,通过下一步的上道使用和试验,还将不断完善。     

基于轮轨动力学的缓和曲线型道岔平面线型设计

为了给缓和曲线型道岔选取合适的平面线型,满足良好的行车性能并提高侧向允许通过速度,基于轮轨动力学建立车辆-道岔动力耦合模型,以42号道岔为例计算不同线型方案下轮轨系统动力响应,且分析各评价指标与列车速度间关系。研究结果表明:道岔侧股后缓和曲线的使用可保证列车中高速通过的安全性和平稳性,增加曲线半径或加设前缓和曲线可降低轮轨系统振动剧烈程度;列车侧向通过速度越高,轮轨系统振动越显著,42号道岔侧股圆曲线半径增加500 m,可使其侧向允许通过速度提高10 km/h,缓圆缓型道岔可进一步提升。     

提速道岔养修新标准的探讨

1现状我段管内京九上行K718.3～K906.657,下行K718.3～K907.323,共计377.38km,京九正线道岔198组,其中提速道岔173组,2004年京九线第五次提速后,列车运行速度达140km/h,动态检测标准按照160km/h,我段道岔静态检查按140km/h的通过标准,低于160km/ h的动态检测标准,提速以来部轨检车水加、三角坑、高低检查项目分值增加较快,尤其是通过速度高的提速道岔区出     

1 435 mm与1 000 mm轨距三线套轨铁路道岔的动力学特性

为使两种不同轨距的货车顺利通过道岔，设计了1 435 mm与1 000 mm轨距三线套轨铁路道岔。基于多体动力学理论建立车辆-套轨铁路道岔的轮轨系统空间耦合动力学模型，计算分析货车侧向通过标准轨距铁路道岔及直向通过米轨铁路道岔时的动力学响应，并研究过岔速度对动力学响应的影响。结果表明：货车侧向过岔时，车体横向加速度最大值出现在连接部分，其他动力学评价指标最大值出现在辙叉区，且不同速度下动力学响应波动较大；货车直向过岔时，各动力学评价指标最大值均出现在辙叉区；货车以45～70 km/h侧向过岔时，轮轨力、脱轨系数存在较大波动；货车以95 km/h以上速度直向过岔时，动力学响应明显增大。为使货车在满足安全限值的条件下侧向通过标准轨距铁路道岔、直向通过米轨铁路道岔，侧向过岔速度不应高于65 km/h，直向过岔速度不应高于105 km/h。     

铁路大号码道岔合理线型设置的仿真研究

针对道岔已有线型建立了车辆--道岔耦合动力学仿真模型,分析各种道岔侧线线型的动力学特性,提出适合大号码道岔的合理线型设置方案.结果表明:侧向通过速度为80 km/h道岔采用切线+圆曲线线型在结构受力、运行舒适性等方面比采用单圆曲线线型具有优越性;侧向通过速度为160 km/h道岔,采用缓圆缓线型比圆缓线型更能降低列车通过转辙器和辙叉区域的动力响应,对于缓圆缓线型,先加大起始缓和曲线半径的方法比加大中间圆曲线半径更有效.     

道岔密贴检查器故障原因分析及改进

天津电务段管内狼窝铺站开通使用了2组（14／16^#）60kg／m钢轨38号提速道岔。该道岔允许列车通过直股速度250km／h、弯股160km／h。为进一步保证列车运行安全，使用了“表示冗余”的新技术，即道岔密贴检查器。     

基于随机抽样算法的道岔容许通过速度研究

研究目的:道岔侧向通过速度是影响地铁线路运输能力的重要因素,为探明地铁道岔侧向最大通过速度,以某地铁12号道岔为例,基于迹线法和车辆-道岔耦合动力学,结合拉丁超立方随机抽样方法,生成关键动力学参数随机样本,研究标准车轮与标准钢轨和磨耗车轮与实测钢轨匹配的轮轨接触几何特性和车辆-道岔系统动力响应,以及长期运营条件下道岔侧向容许速度。研究结论:(1)轮轨关系演变后,轮载过渡延后;(2)实测轮轨匹配下,道岔侧逆向容许通过速度比轮轨为标准设计状态时低2 km/h;(3)结合长期运营条件下轮轨实际状态,考虑车辆动力学参数的随机性,所分析的12号道岔侧向容许通过速度为55 km/h;(4)针对不同的地铁道岔,均可以通过实测轮轨型面,以及考虑车辆动力学参数的随机性的方法,探明既有道岔的侧向最大通过速度,提升地铁线路的运输能力。     

改造既有线"S"曲线减少水平加速度超限

1概况2006年11月23日、27日铁道部提速试验车对我段管内京九线进行了牵引试验,试验最高速度164km/h。共检查正线377km,道岔201组,曲线141条,平均每公里出分10.86分/km,动力学指标超标13处,平均0.03处/km,提速试验后我们对资料进行了统计分析,我段京九线北段9条S变线曲线总延长540米,计出分98分(其中90分为水加分),     

抬轮器对工程车过道岔动力学性能的影响

基于多体动力学软件建立工程车、轮轴故障工程车、抬轮器、9号右开道岔模型,分析轮轴故障工程车一位轮对轮轴故障时,安装抬轮器后侧向过道岔的行车安全性。仿真结果表明,轮轴故障工程车安装抬轮器后能够以限速30 km/h侧向安全通过9号道岔;一位轮对在添加抬轮器后,轮轴故障工程车过道岔的速度对车辆的动力学性能影响较明显;一位轮对在被抬高5、10、40、80、120 mm以30 km/h侧向过道岔时,较低的抬轮高度一定程度上对车辆动力学性能有益。     

高速铁路侧向220km/h道岔的研究

阐述侧向容许通过220 km/h的62号道岔的设计参数和平面线型,分析道岔转辙器、辙叉、扣件系统、无砟轨道基础和转换系统结构,对主要部件参数进行计算.利用轮轨动力学分析动车组通过62号道岔时的安全性和平稳性,总结其在现场铺设的技术关键.现场动力学测试表明,动车组以385 km/h直向和以220 km/h侧向通过62号试验道岔时安全平稳,道岔关键部件变形和强度等满足设计要求,岔区刚度均匀化,转换设备工作正常.     

市域铁路道岔及岔区轨道结构设计

道岔是市域铁路必不可少的设备,其构造复杂、零部件多。针对城市轨道交通道岔技术标准相对较低、而干线铁路道岔造价相对较高的情况,结合市域铁路特点,对市域铁路道岔方案进行比选,提出市域铁路正线非地下线地段采用12号可动心轨道岔、地下线地段采用12号固定辙叉道岔的总体方案,并完成这2种道岔的结构设计,可满足直、侧向160km/h和50km/h的过岔速度要求,同时完成市域铁路地下线地段、桥上普通地段和桥上高等减振地段岔区无砟轨道结构设计。     

客运专线道岔动态轨距优化的仿真分析

介绍了德国BWG公司基于动态轨距优化方案设计的KGO道岔,针对客运专线18号动态轨距优化转辙器道岔建立了车辆/道岔动力学仿真模型,对车辆以250 km/h速度直逆向和80 km/h速度侧逆向通过时的舒适性、安全性进行了仿真分析,结果表明各项动力响应完全满足车辆舒适性、安全性通过要求.另外,对传统18号道岔和18号动态轨距优化道岔的动力响应进行了比较,发现在道岔转辙器部分设置轨距加宽可以提高运行舒适度,以及减少车轮,尖轨的磨耗,但会降低侧向过岔时的运行舒适性.     

轴箱内置式转向架高速线路适应性评估

基于轴箱内置式转向架实测参数及边界条件,建立动车组拖车动力学仿真模型。研究新车轮型面、大锥度车轮型面与60D、60N及其正负偏差钢轨型面匹配并高速通过实测线路时,车辆运行稳定性及平稳性;研究轴箱内置式转向架高速通过不同曲线线路,以及正、侧向通过18#道岔时的车辆运行安全性,并评估轴箱内置式转向架对高速线路适应性。结果表明：轴箱内置式转向架动车组以300～450 km/h运行速度通过直线线路时,脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力、构架横向加速度等稳定性指标,随运行速度提升呈增大趋势,但均未超出相应标准限值,车辆平稳性指标属于优级;当动车组以不同运行速度通过不同半径曲线时,稳定性指标未超出相应标准限值,车辆平稳性指标属于优级,且轮对冲角很小;动车组以450 km/h运行速度正向通过18#道岔、以90 km/h运行速度侧向通过18#道岔时,稳定性指标未超出相应标准限值;动车组通过实测三级轨道水平不平顺时,稳定性指标未超出相应标准限值,车辆的垂、横向平稳性指标属于优级。因此,轴箱内置式转向架动车组在400 km/h运行速度范围内,能够适应京沪高铁线路运行。     

秦沈线38号道岔卡阻原因分析及对策

秦沈客运专线全线新增6个车站，设计安装了24组38号道岔。该道岔为9个牵引点，即尖轨6个，心轨3个，均采用西门子公司生产的S700K三相电动转辙机分动外锁闭装置。道岔正向通过速度250km／h，侧向140km／h。通过一段时间运用发现，道岔卡阻问题频繁，严重干扰了运输生产。     

客运专线道岔平面设计参数的动力学研究

应用车辆—轨道空间耦合动力学模型对客运专线道岔的各种平面设计方案进行了动力学分析,同时研究了道岔渡线不同夹直线长度对行车舒适性的影响。针对侧向速度160 km/h和220 km/h客运专线道岔的各种平面参数设计方案,提出了动力响应较小的优化方案。此外,计算结果表明对于由单圆曲线组成的道岔渡线,必须设置夹直线,且长度应大于车辆的长度,而对于圆缓线型或缓圆缓线型道岔渡线,夹直线的长度对车辆横向动力学性能没有显著的影响,缓和曲线之间可插入任意长度的夹直线。     

地铁9号道岔侧向通过速度提升可行性研究

为提高地铁9号道岔侧向过岔能力,提出将9号道岔侧向通过速度提升至50 km/h,为此设计了5种道岔平面线型方案。基于车辆-道岔耦合动力学理论,分析不同的道岔平面线型方案对地铁车辆运行平稳性、安全性的影响。经方案比选可得:地铁9号道岔尖轨采用相离半切线型,尖轨尖端理论厚度增加至2 mm,尖轨冲击角取0.014 1 ~ 0.015 3 rad,既可提高尖轨的整体耐磨性,也可保证过岔较好的乘坐舒适性;导曲线半径采用350 m,有利于降低列车经过导曲线时未被平衡的离心加速度,提高列车过岔舒适性。     

不足位移对高速道岔动力特性的影响

为揭示道岔不足位移对高速行车的影响,根据高速道岔、列车的结构特点、力学特性和相互作用关系,建立车辆-道岔耦合动力学模型,并以高速列车直向350km/h、侧向80km/h通过350km/h客运专线18号无砟道岔为例,分析不同不足位移情形下车辆和道岔的动力学特性。结果表明:尖轨、心轨不足位移对列车动轮载、钢轨动应力影响较小,对轮缘力、车体横向加速度、轮重减载率、脱轨系数影响较大;不足位移会严重影响高速列车直、侧向过岔的舒适性及安全性,影响高速道岔正常工作状态;牵引转换设计时,应严格控制道岔尖轨、心轨不足位移。