城市轨道交通钢轨磨耗和裂纹萌生分析与选型建议

分析了基于能量密度法和临界平面法的滚动接触疲劳裂纹萌生预测理论与Archard法的磨耗预测理论, 提出了城市轨道交通钢轨滚动接触疲劳裂纹萌生和磨耗共存发展预测模型; 针对城市轨道交通常用的U71Mn热轧、U75V热轧和U75V热处理等3种不同硬度的钢轨, 预测其表面滚动接触疲劳裂纹的萌生寿命、相应的钢轨型面变化和磨耗发展率; 分析了3种硬度钢轨的疲劳裂纹萌生和磨耗发展特征; 基于安定极限理论, 结合城市轨道交通常见坡度和常用ER9型车轮, 从轮轨硬度匹配的角度提出了城市轨道交通的钢轨选型建议。研究结果表明: 随着硬度的增大, 钢轨滚动接触疲劳裂纹萌生寿命延长, 磨耗发展率降低, U75V热轧和U75V热处理钢轨的磨耗发展率分别比U71Mn热轧钢轨低3.2%和12.1%, 裂纹萌生寿命分别比U71Mn延长14.8%和31.1%;在城市轨道交通常用坡度情况下, 3种不同硬度的钢轨材料都处于弹性安定极限范围, 但随着坡度增大, 钢轨材料趋向于塑性安定极限; 考虑与ER9车轮的硬度匹配情况, 建议钢轨踏面较车轮踏面的硬度高些, ER9车轮与U75V热轧钢轨和U75V热处理钢轨的轮轨硬度比分别为0.87~1.04和0.71~0.84, 这2种钢轨均适合于中国的城市轨道交通系统。      

城市轨道交通振动与噪声

随着经济的发展 ,城市轨道交通的振动和噪声问题越来越引起人们的重视。叙述了轨道结构振动的产生原因及环境振动的评价指标 ,分析了铁路噪声的组成及对环境噪声的评价标准。通过对国内外资料的分析 ,认为轮轨噪声是城市轨道交通噪声的主要组成部分 ,要对轨道交通减振降噪 ,降低轨道结构的振动是关键。最后提出对轨道交通减振降噪的一些建议。     

动车车轮与曲线钢轨磨耗问题研究

针对高速动车通过曲线时轮轨磨耗问题,利用现场实际测量的不同磨耗阶段动车车轮型面,建立高速列车通过曲线的多体动力学模型和曲线段轮轨接触的有限元模型,计算了不同磨耗程度车轮通过曲线时的磨耗功率、垂向、横向动载荷变化规律,并且对比了动载荷和理论载荷下轮轨间接触等效应力.分析结果表明:动车通过曲线时轮轨间的磨耗功率、横向力和横向蠕滑力等参数都随着车轮型面磨耗程度的增大而增大;标准型面到踏面磨耗量达到0.54 mm的过程为剧烈磨耗阶段,踏面磨耗量由0.54 mm增加到1.5 mm过程过为磨耗稳定期;可以根据磨耗Ⅰ型面对车轮型面进行优化,从而延长动车车轮的稳定磨耗阶段.     

基于改善轮轨共形度的60 kg/m钢轨廓形优化

重载铁路及客货共线铁路运营条件下，轮轨磨耗问题尤为突出. 为了有效减缓轮轨磨耗发展，以不同接触条件下轮轨廓形共形度最优为原则，设计目标函数及约束条件，建立钢轨廓形非线性优化数学模型，并基于序列二次规划法进行求解，提出60 kg/m钢轨廓形的优化方案；从轮轨接触几何关系、车辆-轨道系统动力作用、磨耗的角度对优化廓形的优化效果进行了对比分析. 结果表明:1） 所提出的60 kg/m钢轨优化廓形相对于原始廓形使目标函数值降低了50%，与LM车轮廓形具有更高的共形度水平；2） 优化廓形的轮轨接触点分布更为均匀，在轮对横移量较小的条件下轮径差更小，在轮对横移较大的条件下轮径差更大；3） 优化廓形对车辆运行安全性和平稳性无显著影响，可有效增大轮轨接触面积达11.24%，降低接触应力达20.42%，减缓轮轨磨耗发生发展速率.      

国外铁路与城市轨道交通一体化发展剖析

铁路和城市轨道交通是城市同类交通资源，其统一优化配置是完成必要的。本文重点从规划、营运和政策三个侧面，剖析了西方部分发达国家在铁路与城市轨道交通一体建设与发展经验与做法，并就我国如何推进铁路与城市轨道交通一体化进程提出了若干建议。     

发展大运低动力作用的轨轮运输系统

根据我国的实际条件及我国铁路的现状，应积极开展轮轨关系的研究，在我国发展大运量低动力作用的轮轨运输系统，以尽可能少的投入，确保铁路运能的不断提高及行车安全。文中并用系统工程的特点，对我国轮轨系统研究中的一些主要问题进行了分析。     

高速动车组线路运行适应性

建立了高速动车组车辆系统非线性动力学仿真模型,采用数值仿真方法,结合线路实际运营情况,分别从车轮型面磨耗与轮轨关系匹配、一系定位刚度与等效锥度匹配角度,研究了高速动车组运动稳定性和线路运行适应性。分析结果表明：轮轨匹配关系和车辆悬挂参数是影响高速动车组线路运行适应性最重要的2种因素;车轮踏面凹形磨耗比同等深度的均匀磨耗...     

关于国铁与城市轨道衔接问题的探讨

随着我国铁路与城市轨道交通事业的不断发展,如何将国铁与城市轨道进行有效的衔接问题就需要妥善解决。本文先介绍了衔接的基本原则和国铁与城市轨道的相关知识,分析了两者存在的差异,主要探讨了国铁与城市轨道换乘衔接问题。由于当今国铁与城市轨道衔接系统主要是地铁和国铁,因此本文主要探讨地铁与国铁轨道衔接的问题。     

兰新客运专线动车组车轮多边形磨耗的机理

由于兰新客运专线的线路复杂环境，动车组车轮多边形磨耗现象严峻，加大了列车运行过程中的轮轨作用力，影响了乘客舒适性，给高速列车的安全运行造成极大威胁. 为解决上述问题，基于长期跟踪客运专线获得的车轮多边形磨耗规律以及摩擦自激理论的观点，建立了轮对-钢轨-轨道板摩擦耦合自激振动模型，通过复特征值分析方法来研究车轮多边形磨耗的形成原因及其发展规律. 研究结果表明，在直线线路上，轮轨间蠕滑力饱和引起的摩擦自激振动易导致车轮第15～16阶多边形磨耗；在制动系统和轮轨系统耦合的情况下，动力轮对和非动力轮对对应的不稳定振动频率分别容易引起第23～24阶和第22～23阶车轮多边形磨耗；轮轨之间的黏着系数变大可能是导致冬春季车轮多边形发展速度较夏季快的重要原因.      

汉高助力中国铁路工业高速成长

随着我国铁路的高速发展，尤其是近年来高速铁路和城市轨道交通的飞速发展，铁路厂商对车辆配件和材料的要求也越来越高，如车辆的舒适性，安全性和环保要求，这就对铁路和轨道交通的生产带来新的更高要求。汉高公司作为全球粘合剂、密封剂和表面处理领域的领导者，致力于为铁路和轨道交通行业提供全方位的隔音降噪以及全系列的粘接和密封解决方案，完美满足我国高铁和轨道交通发展的要求和技术趋势。     

西安市利用既有铁路网发展城市轨道交通方案探讨

利用既有铁路网发展城市轨道交通,改造的费用远远低于新建一条轨道交通线。有利于降低建设城市轨道交通的投资;随着城市规模的不断扩大和卫星城镇的发展,铁路枢纽的布局也在不断完善,一些铁路线路已失去了原来的功能,利用既有的国有铁路开行城市轨道交通,有利于铁路固定资产的盘活。从西安铁路枢纽的现状入手。结合西安铁路枢纽的具体特征,分析利用既有的铁路系统发展城市轨道交通的方案,并从运营管理、行车组织和经济等角度分析该方案的可行性,并提出了该利用方案存在的问题和不足之处及解决这些问题的相应办法。     

利用既有铁路发展城市轨道交通的可行性分析

为缓解城市道路交通日益拥挤的问题,克服因轨道交通系统建设的高昂费用而使地方政府面临的财政难题,可以利用既有铁路发展城市轨道交通.分析目前我国既有铁路未能参与城市轨道交通的原因,并根据目前我国铁路枢纽内部部分既有铁路运输能力富裕的实际情况,借鉴国外经验,分析利用既有铁路发展城市快速轨道交通的技术可行性和经济可行性问题.     

高速列车车轮踏面非圆磨耗机理

为揭示高速列车车轮踏面非圆磨耗的产生机理,控制高速列车车轮的非圆磨耗,基于高速列车在雨、雪条件下调速制动可能发生轮轨滑动的特点,建立了由轮对和钢轨组成的轮轨系统摩擦自激振动模型,使用该模型对轮轨系统进行了摩擦自激振动发生趋势的仿真分析.仿真结果表明,在轮对调速制动轮轨蠕滑力达到饱和(即滑动)状态下,轮轨系统容易发生摩擦自激振动,此摩擦自激振动能引起车轮非圆磨耗,并提出控制高速列车调速制动时的制动摩擦力使轮轨不发生滑动是抑制车轮非圆磨耗的主要措施,增大钢轨扣件垂向阻尼是控制高速列车车轮非圆磨耗的可行方法.      

轨道交通与产品升级

我国城市轨道交通高速发展，预计到2015年末，城市轨道交通线路总里程将超过3500公里，至2020年规划线路将达6100km。预计未来10年，中国城市轨道交通建设投资有望超过3万亿元。全球轨道交通3／4的投资将集中在我国，发展轨道交通产业，成为国家“十二五”推进战略性新兴产业。     

中国城市轨道交通法律法规体系研究

法制化管理是城市轨道交通管理机制良性运行的根本性制度保证,但中国城市轨道交通法律体系建设严重滞后于行业的高速发展。通过对中国中央层面和地方层面法律法规的现状分析,总结出目前城市轨道交通法律体系存在的不足,同时借鉴日本铁路、中国台湾捷运和内地铁路行业法律体系构建的经验,提出了中国城市轨道交通法律体系构想和立法建议。     

中国城市轨道交通的发展与展望

世界第一条地铁线于1863年在英国伦敦诞生,滞后106年,我国第一条地铁线于1969年10月在北京建成通车。从此,我国开始踏入城市轨道交通的门槛。从世界城市轨道交通发展的历程来看,20世纪是城市轨道交通发展期,而21世纪开始我国城市轨道交通进入了高速发展期。     

低磨耗高速客车转向架动力学性能

为了解决高速客车轮轨磨耗严重的问题 ,根据自导向径向转向架的基本原理 ,在现有的几种自导向转向架结构的基础上 ,提出了低磨耗高速客车转向架的基本方案 ,建立了计算机动力学仿真模型 ,利用 Simpack仿真软件对其动力学性能进行分析和计算 ,并与常规转向架进行了比较。理论分析和计算结果表明 ,采用径向转向架可有效改善高速客车的曲线通过性能和轮轨磨耗状况     

城市轨道交通高架钢轨波磨地段振动噪声试验

为探明城市轨道交通高架钢轨波磨地段振动噪声对沿线环境的影响,以某城市轨道交通高架钢轨波磨地段为研究对象,开展了列车以不同速度通过时的振动与噪声现场测试;基于测试结果分析了车速对城市轨道交通高架振动与噪声的影响,研究了城市轨道交通高架噪声的空间分布特性,解释了城市轨道交通高架钢轨波磨地段振动与噪声峰值产生的原因。研究结果表明:当列车分别以20、40、60、80、100和110 km·h-1的速度通过城市轨道交通高架钢轨波磨地段时,距线路中心线7.5 m、高于轨面1.2 m处的声压时程峰值分别约为0.6、0.9、1.3、1.9、2.3和3.3 Pa;轨面以上区域主要受轮轨噪声的影响,而梁体下方区域则主要受桥梁结构噪声的影响;轮轨噪声与车速之间存在着很强的线性相关性,而桥梁结构噪声与车速之间的线性相关性则略低,车速每增大10 km·h-1,轮轨噪声和桥梁结构噪声分别约增大1.7和1.1 dB;不同车速下城市轨道交通高架噪声随距离的衰减规律基本一致,测点与线路中心线的距离每增大1倍,测得的噪声约减小4.33 dB;钢轨波磨对城市轨道交通高架轮轨噪声的影响较为显著,钢轨波磨的波长决定了列车以不同速度过桥时钢轨振动加速度的峰值频率,进而影响轮轨噪声的峰值频率;城市轨道交通高架结构噪声的峰值频率主要与其自身的振动特性有关,与车速和钢轨波磨的关系并不大。      

京沪高速铁路技术方案的探讨

介绍了轮轨高速铁路技术的最新发展及磁浮高速列车国内外的试验研究情况,按不同速度等级将两种铁路高速技术加以对比,指出只有在需要将地面交通的速度提高到400km/h以上时,磁浮高速列车具有优势,着重论述了京沪高速铁路采用轮轨技术的必要性和可能性,呼呈尽早统一认识,以便能如期在“十五”期间开工修建京沪高速铁路。     

现代轨道交通工程科技前沿与挑战

围绕现代轨道交通的四大重点领域:高速铁路、重载铁路、城市轨道交通和磁悬浮交通,介绍了当前国内外最新发展动态,特别是我国轨道交通发展现状及其在国际上所处的地位与水平.结合轨道交通工程学科发展趋势与应用需求,分析了轨道交通工程建设与运营过程中涉及系统安全性、运营可靠性和环境适应性等方面的主要技术瓶颈,指出了高速铁路、重载铁路、城市轨道交通和磁悬浮交通领域当前值得关注的前沿科学问题和技术挑战,为今后深入开展轨道交通科学技术研究(特别是针对处于快速发展期的中国轨道交通科技研究)提供有益参考.