小半径曲线钢轨非正常侧磨分析及防治措施

本文通过对京广线铺设60kg/m钢轨地段的24个小半径曲线上股钢轨侧面磨耗的八年实际观测数据的分析，找出了牵引动力型式与钢轨侧磨率之间的关系，并通过半径为646m的小半径曲线上两年多的钢轨侧磨试验及观测，揭示了曲线钢轨轨头侧磨的规律，发现了同一曲线、同一根钢轨磨耗的不均匀性，指出曲线钢轨非正常侧磨的主要原因是内燃机车三轴转向架造成的。阐明了中间轮对对钢轨侧磨的影响，且呼吁机务部门关心此事。文中叙连了为减步钢轨侧面磨耗从工务养护上采取的若干措施及取得效果，并提出下一步拟采取的设置欠超离、调整轨底坡、涂油、采用全长淬火轨及非对称打磨钢轨断面等五条措施。     

地铁轨底坡超差对钢轨磨耗的 影响及调整设计

针对地铁短枕式整体道床曲线段出现的钢轨伤损、轨底坡超差、钢轨异常波磨、车内噪声超标等问 题,从调整轨道几何形位、恢复轮轨正常接触状态角度出发,开展轨底坡调整设计研究,制定线路线型优化精调 改造方案。首先,开展曲线段短枕式整体道床轨底坡超差测试,结果表明超差率超过 95%。其次,通过建立车 辆-轨道动力学模型,分析轨底坡对轮轨接触关系及对钢轨磨耗的影响,根据线路轨底坡超差分布情况,开展轨底 坡调整和高密度聚乙烯轨下调坡垫板设计研究。最后,通过“调参数、保稳定”方法增大曲线范围扣件横向刚 度,并调正轨底坡,轮轨接触及轨道横向刚度显著改善。轨底坡调整前后,钢轨、道床、隧道壁振动加速度均有 所下降,光带趋中改善,钢轨横向位移峰值特征值降低 20.51%,隧道壁振级降低 4.8 dB,车内噪声在 630 Hz 主 频段降低 9.52 dB(A),等效声压级降低 6.74 dB(A)。     

基于轮轨接触分析的广义横向不平顺研究

铁道车辆在轨道几何不平顺激扰作用下会产生车体晃动，严重时影响乘坐舒适性和行车安全。对车辆晃动问题进行深入研究后，发现除了传统定义的轨向、高低、轨距等轨道几何不平顺之外，诸如钢轨不均匀磨耗、轨底坡变化等其他形式参数的改变也会对车辆系统产生激扰，造成车辆异常晃动。为研究钢轨廓形变化等因素对车辆系统的激扰作用，将轮轨系统视为整体并进行轮轨接触分析，基于对轮对平衡位置的研究，提出了考虑多种激扰综合作用下广义不平顺的定义以及定量计算方法。基于该方法可量化分析不均匀磨耗和轨底坡变化等因素对车辆的激扰，解释并指导解决部分类型车辆异常晃动问题。     

广州地铁1号线曲线钢轨轨底坡的调整

介绍了广州地铁1号线曲线内轨轨底坡的设置情况,简述了由于钢轨轨底坡设置不合理而引起的危害,并结合地铁的实际情况,提出了调整轨下垫板坡度的解决办法,取得了良好的实际效果。     

轨底坡对曲线线路钢轨疲劳裂纹萌生寿命的影响

考虑轮轨蠕滑接触关系,以及普通货车两轴转向架的导向轮对和非导向轮对分别作用在曲线两股钢轨轨头上的应力、应变,建立基于临界平面法的钢轨疲劳裂纹萌生寿命预测模型,研究不同轨底坡对曲线线路钢轨疲劳裂纹萌生寿命的影响。结果表明:在各种轨底坡下外轨疲劳裂纹均主要由导向轮引起,而内轨疲劳裂纹在轨底坡为1∶40~1∶25时主要由导向轮引起,在轨底坡为1∶20~1∶10时主要由非导向轮引起;线路曲线半径越小,导向轮作用下的内外轨疲劳裂纹萌生越早,反之则非导向轮作用下的内轨疲劳裂纹萌生越早;磨耗型新轮与75kg·m-1新轨接触时,在曲线半径≤1 000m条件下采用1∶20的轨底坡,在曲线半径1 000m条件下采用1∶40的轨底坡,可以延长钢轨疲劳裂纹萌生寿命;选取不同的轨底坡,可以改变轮轨接触斑的位置、面积和黏着—滑动区的分布及蠕滑力,进而影响到钢轨疲劳裂纹萌生寿命,但改变轮轨接触斑位置的范围有限,不同轨底坡时接触斑移动距离在外轨上小于10.2mm,在内轨上小于3.0mm。     

重载铁路曲线几何参数对钢轨磨耗影响的研究

重载线路小半径曲线外股钢轨侧磨速率明显加快.采用仿真计算结合现场测试,分析我国重载铁路轨道几何参数(超高和轨底坡)对曲线钢轨磨耗速率的影响规律.采用多体动力学软件 NUCARS 建立我国重载货车—轨道模型,改变超高和轨底坡两项轨道几何参数,采用数值积分方法仿真计算车辆通过曲线的性能.分析结果表明,设置合理的曲线欠超高和非对称的轨底坡可改善车辆通过曲线时的轮轨接触状态,降低了轮对冲角、外轨横向力和磨耗指数,从而在一定程度上减小钢轨磨耗速率.现场试验段长期观测的数据表明,两种措施对改善小半径曲线钢轨侧磨起到积极的作用.     

澳大利亚PAILSCAN非接触式轨道测量系统

Railscan是一种以摄像原理为基础的非接触式轨道检查系统，能够同步地提供关于轨道几何尺寸、钢轨断面轮廊、扣件、轨下垫板及轨底坡的测量数据。Railscan系统能够连续检测轨道，经改进其输出信号可达50次／s，能够以0—360km／h的速度完成测量工作。该系统目前已被美国、中国、澳大利亚、新加坡、爱尔兰的轨检车辆采用。     

城市轨道交通线路钢轨剥落掉块分析与防治措施

对苏州轨道交通2号线钢轨剥落掉块地段进行调查研究,了解了钢轨剥落掉块的具体情况与原因。通过现场轨底坡调整实验与有限元计算可知,在小半径曲线地段将上、下股轨底坡均由1∶40调至1∶20后,曲线上股钢轨光带由内侧转移至钢轨顶部中间区域;轨底坡调整后,钢轨受力情况由偏荷载变成正荷载,其应力与变形量均减小;轨底坡调整前钢轨应力集中在钢轨内侧轨头弧度位置,与现场剥落掉块处相吻合,轨底坡调整后钢轨应力基本均匀分布于整个轨头,避开了现场剥落掉块处。因此建议在城市轨道交通钢轨剥落掉块预防整治时可以考虑在小半径(半径小于400m)曲线地段将轨底坡设置为1∶20,该措施可减少轮轨非正常接触,延缓剥落掉块的发展。     

基于2D激光位移传感器的轨底坡动态检测系统研究

设置合理的轨底坡可使钢轨轨头与车轮踏面合理接触,减轻钢轨轨头的不均匀磨耗,延长钢轨使用寿命。为提高轨底坡静态检测精度,线路日常养护和维修效率,提出一种基于2D激光位移传感器(简称2D)的钢轨廓形检测原理和ARM嵌入式技术的轨底坡动态检测方法。结合传感器工作原理与特点,搭建一套可在线连续检测的轨底坡动态检测系统。考虑到2D空间姿态变化,建立适用于轨底坡动态检测的双2D空间姿态关系模型和标定解算模型。因为车体振动会产生对轨底坡计算结果的影响,利用Kalman滤波算法建立多传感器的状态空间模型,对轨底坡计算结果进行补偿。最后选用GJ-4型轨道检测车进行地铁正线试验,试验结果与人工复核结果的对比,符合工务段要求精度。试验结果验证了该轨底坡动态检测系统切实可行,Kalman滤波算法能够很好地对轨底坡的计算结果进行补偿修正。     

钢轨轨底坡对重载铁路轮轨关系影响的研究

为研究我国重载铁路钢轨轨底坡对轮轨关系的影响,计算分析不同轨底坡条件下,重型钢轨75kg/m(CHN75)与LM车轮踏面匹配时的静态轮轨接触参数.采用多体动力学软件SIMPACK建立我国重载货车模型,采用数值积分方法仿真计算两种轨底坡工况下车辆的曲线通过性能.分析结果表明,对于75 kg/m(CHN75)-LM接触副,与1/40轨底坡相比,采用1/20轨底坡时接触点的分布更为均匀、合理.当轨底坡由1/40增为1/20后,相同轮对横移量下的轮径差和接触角差均有所增大,改善了轮对重力刚度,提高了车辆的曲线通过能力;并使轮轨接触斑面积增大,降低了滚动接触疲劳发生的几率.为我国重载铁路轨底坡的取值提供参考.     

低地板轻轨车辆轮对压装工艺与夹具研究

轨道交通车辆的轮对组装大部分采用冷压工艺。由于低地板轻轨车辆齿轮箱结构的特殊性,其轮对需要通过数控轮对压装机进行组装才能满足技术要求。为此,对低地板车辆的轮对组装工艺进行分析,结合轮对结构与数控轮对压装机的接口情况,提出轮对压装新工艺,设计制作低地板车辆轮对压装夹具,使其满足低地板轻轨车辆轮对的压装技术要求。     

城轨正线计算机联锁逻辑设计浅析

讨论了作为城市轨道交通信号系统核心子系统之一的计算机联锁设备的功能与联锁逻辑实现方法,并提出了相应的改进措施;同时阐述了计算机联锁在城轨交通应用中的特点,以及应用层软件相关部分的设计原理.通过对城轨正线联锁原理的探讨,期望可以提出一套适应城轨正线运营要求能加快正线联锁设备国产化进程的设计方案.     

基于物联网的城市轨道交通环境监测系统研究

在城市轨道交通系统中,环境信息监测系统是地铁安全、高效运营的基石.为适应城市轨道交通对环境监测信息化和集成化的要求,提出一种以物联网技术为核心的城市轨道交通环境监测系统.该系统在轨道区域内布设传感器节点,实现环境信息的感知和监测;通过汇聚树协议将监测信息以多跳通信方式传送到位于基站的根节点,由基站节点将收集到的数据上传到数据库服务器;最终由终端监控平台对数据进行统一处理.系统以监测区域完全覆盖为基础,同时引入节点节能策略,确保城轨交通的安全、高效运营.     

北京轨道交通新机场线轨道系统设计综述

北京轨道交通新机场线一期工程设计速度为160 km/h,突破了既有城市轨道交通规范规定的速度范畴,既有的轨道系统结构形式已无法满足本工程高速行车的需求。同时,本工程还存在通过地段人工地物复杂多样、人员疏散性要求高、建设工期紧张等问题,给轨道系统设计带来了诸多挑战。在没有设计先例、没有规范遵循的情况下,采用"城际"标准与"地铁"标准相结合的设计思路与方法,设计了适用于不同地段的轨道系统结构形式,提出了基于轨面平顺性控制的成套技术方案。北京新机场线的成功开通运营表明,采用"城际+地铁"相结合的方法可解决更高速度下城市轨道交通轨道系统结构的高稳定性、高平顺性等设计问题。该设计思路与方法可为今后城市轨道交通类似线路提供设计范例,同时也为市域快线及市郊铁路轨道系统设计提供了新思路。     

苏州轨道交通调线调坡技术研究

对城市轨道交通调线调坡流程进行梳理,结合苏州轨道交通1号线实例,介绍了设计前对轨道交通断面测量的要求、建筑限界的检查方法以及调线调坡设计的一般做法,最后根据实际设计中碰到的问题,提出了若干注意事项,可供国内地铁设计参考.     

重庆主城区现状轨道交通问题分析与建议

从客流量、客流分布、车站客流、运行效率、换乘情况等几个方面,分析重庆市主城区轨道交通存在的五大问题:总体客流效果相对较差、客流量空间分布不均衡、部分核心区段线路相对拥挤、重点车站换乘压力较大、运营效率不高。从城市空间结构拓展,轨道车站与人口、用地的契合关系,车站覆盖率,站间距等方面找出存在问题的原因,如城市拓展需要时间、轨道功能层次尤其是快线缺乏等,从进一步加密中心区线网密度、规划轨道快线、做好车站的规划建设等方面提出后期优化完善建议。     

关于城市轨道交通换乘的几点思考

介绍了我国城市轨道交通枢纽车站换乘的现状和存在问题,分析了问题产生的原因.研究了国外轨道交通车站换乘枢纽的发展趋势.提出了改善我国城市轨道交通换乘问题的建议,如抛弃已不适应我国城市轨道交通发展的落后模式,规划与建设时做到"以人为本",车站换乘的方案设计应早于车站总体设计等.     

以云平台为底座的城轨云架构研究

从目前城市轨道交通信息化发展趋势出发,阐述在线网运营转型中面临的问题与挑战。结合《智慧城市轨道交通信息技术架构及网络安全规范》的要求,探讨城轨云架构作为基础平台在促进城市轨道交通信息化发展中的作用;研究云平台、网络安全、数据共享以及智能运维4个主要构成模块的功能与要求;重点探讨云平台作为城轨云架构的关键技术,其功能要求与技术选择将直接影响行业信息化的建设与发展;在具体工程项目中,应重点关注云平台技术的安全性、可靠性、稳定性以及可扩展能力,以统一服务“线网全业务、城轨多制式”为目标,构建一个开放的信息化基础平台。     

关于市域快速轨道交通线网规划的思考

通过总结国外大城市快速轨道交通的发展经验,指出超大城市市域快速轨道交通线网应基于既有城市轨道交通实施,并给出市域快速轨道交通的系统制式、设计速度、线路运输能力、运营模式及收费方式等主要技术指标选择。以广州为例,提出市域快速轨道交通"贯穿式"空间网络布局的设想方案,并通过与地铁线路互联互通,实现广州远郊区域快速通勤的目标以及城市轨道交通网效益最大化,为国内(超)大城市发展轨道交通提供借鉴。     

城轨交通高架桥梁拼接加宽设计探讨

我国城轨交通客流量不断增长,原有的城轨交通基础设施有些己不能满足运能及使用上的要求,需进行设施改造。城轨交通高架桥由于结构本身受力及列车间隔时间短,对其改造难度较大,国内尚无成熟的设计经验可以借鉴。在对上海轨道交通3号线改造工程宝山路站东侧帮梁区加宽设计的基础上,重点探讨城轨交通高架桥梁加宽的可行性及设计施工中应注意的问题,为类似工程提供参考。