钢轨下沉量和轨枕垫层刚度

瑞士联邦铁路（SBB）设计了一辆检测车（EMW），能不问断地测量钢轨的下沉量。在装有各种轨枕垫层的试验线上测试表明，能够测量出不同运输方式（客运、货运、不同轴重、列车长度等）和各种轨枕垫层情况下钢轨的下沉量，但还未正式投入使用。为了取得轨道预制件的有关测试数据，法国国营铁路公司（SNCF）在轨道试验室中，将一组轨排和许多装有垫层的轨枕放置在一个道砟浮动槽中，进行轨道垂直刚度试验，以便估算未来线路的轨道下沉量。另外，在试验中采用标准道床板测试混凝土轨枕垫层的刚度。将在浮动槽中测得的垂直刚度结果与利用道床板测得的轨枕垫层刚度相结合，便能估算出装有垫层轨枕的轨道下沉量的经验数值。     

40 t轴重重载铁路轨枕关键设计参数研究

研究目的:重载列车轴重的增加使轨枕的服役环境大大恶化,为探究运行40 t轴重列车的轨枕关键设计参数,本文建立更为精确的三维轮轨接触与轨道有限元模型,分析轨枕应力变化规律,并提出提升轨枕承载能力的措施,以期为我国未来大轴重轨道结构设计提供数据支持。研究结论:(1)当40 t轴重重载列车以120 km/h的速度通过时,轨枕承轨槽处的最大应力达9.21 MPa,但仍小于C60混凝土12 MPa的抗压限值;(2)轨枕的承载能力由轨枕提供的抗正弯力矩控制,速度达到120 km/h时,轨枕最大正弯矩极值增加至18.99 kN·m,非常接近Ⅲ型轨枕的抗弯限值19.05 kN·m;(3)通过加宽或加长改进的Ⅲ型轨枕,重量增加至350 kg以上,可满足运行40 t轴重重载列车的要求;(4)考虑到建造成本和道床限界等因素,优先考虑加宽轨枕,加宽10 cm后的轨枕至少可承受23.52 kN·m和-22.87 kN·m的最大正、负弯矩;(5)该研究结果可为40 t轴重重载铁路轨枕设计提供参考。     

40 t轴重重载铁路预应力混凝土轨枕设计研究

我国具有25 t和30 t轴重重载铁路预应力混凝土轨枕的设计和运营经验,但对于40 t轴重重载铁路混凝土轨枕仍缺乏相关技术储备。为配合我国重载铁路"走出去"战略,本文基于对国内外混凝土轨枕设计标准的对比分析,开展了40 t轴重重载轨枕的设计研究。研究结果表明:对于40 t轴重重载铁路典型工况,按照北美地区混凝土轨枕的设计标准计算出的轨下截面正弯矩显著高于按照欧洲和中国标准的计算结果;按照中国混凝土轨枕的设计标准设计完成的40 t轴重重载轨枕轨下截面正弯矩和枕中截面负弯矩承载能力分别为35.6,22.3 kN·m,与适用于25,30 t轴重重载铁路的Ⅲa型、Ⅳa型轨枕相比,该轨枕在质量提高相对不大的情况下,满足设计承载要求。然后按照北美地区轨枕标准的规定进行了一系列室内试验验证,试验结果均满足标准要求。     

大轴重货车空气制动系统基本问题的探讨

提高轴重的货车大型化是重载列车的发展方向之一。我国重载贷车轴重从25t提升到27．5t，30t及以上，必然会对重载列车运行产生影响，特别是涉及列车运行安全的制动问题。以27．5t和30t轴重货车为主，从提高轴重的紧急制动距离、列车纵向力、制动黏着利用及其空重车调整压力等各方面讨论分析大轴重贷车制动能力的基本问题，并提出相关建议．     

30 t轴重车辆减速器预制轨枕板设计与应用

铁路编组站驼峰位置使用的普通轴重减速器轨枕板与道床易产生离缝、空吊,大量轨枕板出现板内裂缝、挡肩碎裂、螺栓孔开裂等病害。对既有普通轨枕板整体和局部构造进行改进,研制出30 t轴重车辆减速器预制轨枕板。通过建立有限元模型对不同工况下该轨枕板的静力学特性和局部受力进行了分析,确定最优结构设计参数;依据极限状态设计方法对轨枕板进行整体和局部配筋设计。铺设后,新型30 t轴重车辆减速器预制轨枕板承载能力和局部抗裂性能良好,安全性和耐久性满足30 t轴重重载要求,没有病害发生。     

轴重和轨枕空吊对轨道几何检测数据的影响

利用有限元软件建立有砟轨道仿真分析模型,计算得出检测车在不同轴重下通过单根、连续2根和连续3根轨枕空吊线路时4种型号钢轨的轨道高低峰峰值,分析检测车轴重、连续空吊根数及钢轨型号对轨道高低峰峰值的影响。研究结果表明:轴重越大、连续空吊根数越多,对轨道几何检测数据的影响越大;单根轨枕空吊时,钢轨型号对轨道几何检测数据影响较小;连续空吊根数达到2根及以上时,钢轨型号对轨道几何检测数据影响较大;建议检测车轴重偏差控制在1.5 t以内。     

30t轴重下朔黄铁路轨道结构强化技术试验研究

本文针对朔黄铁路开行30t轴重货车时既有轨道的适应性与强化措施等问题,进行了系统的理论与试验研究。采用动力仿真分析与30t轴重货车实车试验相结合的方法,分析30t轴重下轨道结构的适应性。朔黄铁路既有轨道结构能满足大轴重货车近期少量开行的要求,但大轴重货车作用于轨道的动态荷载会明显增加,既有轨道结构面临轨道部件伤损增加、疲劳寿命缩短、小半径曲线稳定性储备不足等问题。根据30t轴重下轨道结构荷载特点,有针对性地开展轨道结构强化措施的研究,重点开展SH-Ⅰ型重载轨枕与SH-Ⅰ型重载扣件、小半径强化措施、75kg/m钢轨移动闪光焊技术、直线钢轨打磨廓面、重载道岔的研发等工作,各强化措施均已在朔黄铁路实施。对朔黄铁路既有轨道结构的强化改造,可全面提升轨道结构等级,能满足30t轴重货车的运营要求。     

德国的宽轨枕轨道

为了提高运输量、增大轴重、改善环境和降低维护费，世界各国，特别是德国正致力于轨道的技术创新。其中最重要的关于新型有道砟轨道研究项目是：①德国的宽轨枕轨道；②奥地利的框架式轨枕系统；③日本的梯形轨枕；④加大轨枕重量，使轨道更加稳固。[第一段]     

世界铁路重载运输的最新进展

1 重载运输新定义 2005年国际重载运输协会（IHHA）的巴西年会上，已对重载运输的定义作了新的修订：重载列车牵引重量至少达到8000t（以前为5000t）；轴重（或计划轴重）为27t及以上（以前为25t）；在至少150km线路区段上年运量超过4000万吨（以前为2000万吨）。     

30t轴重重载铁路预应力混凝土轨枕设计研究

结合我国重载铁路的运营特点,在前期研究成果的基础上,开展了30 t轴重重载铁路混凝土轨枕的设计、试验研究工作,并按照北美铁路工程和维修协会(AREMA)的相关规定进行对比分析。研究结果表明:新型重载轨枕能够满足30 t轴重线路的承载性能要求,同Ⅲ型枕相比,轨下截面正弯矩和中间截面负弯矩承载能力分别提高了18.5%和23.3%;新型重载轨枕能够满足国内标准及AREMA的相关试验要求,且具有较大安全余量,表明其达到北美重载线路用混凝土轨枕的承载水平。     

道床刚度对钢轨接头动力响应影响研究

有砟轨道在施工阶段存在大量的钢轨接头会加剧轮轨间冲击和振动，造成钢轨伤损，影响轨道平顺性，不利于工程车辆行车安全，合理的道床刚度能减缓钢轨接头处轮轨间的冲击作用，改善临时轨道结构的受力和变形。基于多体动力学理论，以21 t轴重平车为研究对象，建立车辆-钢轨接头耦合动力学模型，研究钢轨接头区轮轨动力响应，分析道床刚度对轮轨冲击的影响规律。结果表明：钢轨接头区的轮轨冲击较为显著，其轮轨垂向力比非接头区增大约1.4倍。随着道床刚度增加，轮轨垂向力呈非线性增加趋势，钢轨和轨枕的垂向加速度和垂向位移均呈减小趋势，道床刚度为170 kN/mm时，轮重减载率最大值为0.63，接近我国规范的允许限值0.65；道床刚度小于45 kN/mm时，钢轨和轨枕的位移均超出了我国规范允许值（2.5 mm和2.0 mm）。因此，施工阶段应对道砟进行合理的捣固，宜将道床刚度控制在45～170 kN/mm。     

信息窗

德国的宽轨枕轨道为了提高运输量、增大轴重、改善环境和降低维护费,世界各国,特别是德国正致力于轨道的技术创新。其中最重要的关于新型有道砟轨道研究项目是:①德国的宽轨枕轨道;②奥地利的框架式轨枕系统;③日本的梯形轨枕;④加大轨枕重量,使轨道更加稳固。另一个重要的研究     

朔黄铁路小半径曲线无缝线路稳定性及安全储备量研究

随轴重的增加,重载列车作用于轨道的荷载明显增加,在温度力和列车动载荷作用下,小半径曲线无缝线路产生"弹动"失稳。结合30t轴重条件下朔黄铁路无缝线路的稳定性问题,采用不等波长无缝线路稳定性计算方法,研究朔黄铁路小半径曲线无缝线路的稳定性以及不同强化措施下无缝线路的安全储备量。结果表明:在大轴重货车运行条件下,半径为400m的曲线无缝线路的最大温升已超过允许温升,其稳定性已无法满足要求;半径为450和500m的曲线无缝线路实际的安全储备量也明显降低;采用轨枕加密、更换重载轨枕和扣件的强化措施,可明显提高小半径曲线无缝线路稳定性;对于半径为400m的曲线无缝线路采用更换重载轨枕的强化措施后,在考虑制动温升为10℃条件下,其安全系数提高至1.43,即其稳定性得到明显增强。     

高速铁路轨枕及基生产技术

重点介绍高速铁路轨枕发展格局及其生产技术，并对我国引进欧洲先进轨枕生产线的优越性能进行对比分析，由此提出改造利用既有（长模）生产线的方案。     

27t轴重条件下轨道结构劣化规律和适应性分析

针对既有轨道结构在27 t轴重条件下的劣化问题,在北同蒲(大同—蒲州)线、大秦(大同—秦皇岛)线选择有代表性区段建立跟踪观测试验段,在试验段内铺设了强化型扣件进行长期跟踪观测,并结合仿真计算和现场测试,研究27 t轴重条件下轨道结构的劣化规律和适应性。研究结果表明:目前使用的U78CrV在线热处理钢轨、Ⅲ型混凝土轨枕及配套的弹条Ⅱ型扣件、道床基本适应27 t轴重车辆运营需求,但建议小半径曲线区段更换为加强型扣件或Ⅳ型混凝土轨枕,以提高线路稳定性和承载能力。     

S-2、J-2型混凝土轨枕伤损情况分析

S—2、J—2型(81型)混凝土轨枕自1985年批量生产以来,至今已生产3000多万根,主要铺设在全路各正线线路上,它为轨道强化、保证运输安全起到一定的作用。随着铁路运输业的迅速发展,运量、轴重、速度的增加,这些轨枕已出现程度不同的伤损。为及时总结经验,尽快研制出适合重型、特重型轨道的新型轨枕,我们对S—2、J—2型轨枕伤损进行了调查与分析,望能引起各方面重视,采取措施加以纠正。     

硬化钢钢轨

采用硬化钢钢轨可降低钢轨磨耗，提高钢轨的抗疲劳能力，从而降低维修支出。 根据美国运输试验中心（TTCI）的研究，采用更硬的钢轨可运行大轴重车辆，同时减少钢轨的磨耗和疲劳损伤率。该机构考察了在39吨轴重下钢轨的性能，特别关注钢轨的磨耗、滚动接触疲劳和断裂性能。试验中使用了设在美国普韦布洛市的加速运营试验中心的设施。     

复合材料合成轨枕受力分析及在钢桥明桥面上的应用

钢桥明桥面的木枕存在品质下降、防腐处理不彻底等问题,导致其使用性能和寿命日趋下降,制约了运营速度、轴重和运量的提高。本文介绍了一种复合材料合成轨枕,从合成轨枕本身及其在钢桥上的安装和受力等方面进行分析,讨论合成轨枕在钢桥明桥面上使用的可行性。结果表明,复合材料合成轨枕强度指标均远优于木枕,可进行量化指标检验;在满足明桥面使用要求的前提下,复合材料合成轨枕的应力还有较大富余,截面尺寸可调整空间大。     

双块式轨枕预制混凝土运输技术探讨

在双块式轨枕预制过程中，混凝土浇筑前的状态直接影响轨枕脱模后的外观质量及强度，混凝土的运输方式及工艺方法是影响混凝土浇筑前状态的重要因素，但是在传统生产工艺中，混凝土的运输受人为因素干扰严重，往往无法同时保证生产进度和质量。结合贵南高铁河池轨枕场CRTS-Ⅰ型双块式轨枕预制生产的实践，从混凝土运输适当距离及混凝土适宜制备时间两方面进行研究，有效解决了运输技术问题，为今后类似工程建设施工提供参考。     

铁路货车轴重与轮轨动态相互作用研究

大轴重货车已被公认为铁路重载运输的发展方向之一。但是,轴重增加将加剧轮轨动态相互作用。分析轴重增加对动力学性能,特别是磨耗问题和轮轨动态相互作用的影响规律。表明小曲线半径条件下,随着轴重的提高,轮轨动态相互作用加剧;在曲线半径较小的情况下,轴重越大,导致的钢轨RCF损伤越明显;而且,轮轨接触应力随着轴重的增加而增加。充分分析轴重与轮轨动态相互作用的关系将有利于重载运输的安全性,减缓对线路的破坏作用。