基于超声导波的道岔尖轨伤损监测试验研究

针对在工作状态下道岔尖轨伤损难以监测的问题,建立尖轨的简化模型并求解其频散方程,对道岔尖轨中存在的导波的多模态和频散等传播特性进行了研究,提出了基于超声导波的道岔尖轨伤损监测方法,并在理论分析和有限元仿真的基础上使用超声导波监测仪对尖轨进行模拟缺陷监测试验。结果表明:采用60 kHz的超声导波能够有效监测到道岔中截面损失在3.40%以上的缺陷,采用超声导波监测道岔尖轨伤损具有可行性。     

基于声发射技术的道岔尖轨伤损监测系统研究

道岔尖轨是轨道的风险控制关键点，针对现有伤损检测技术在道岔尖轨处存在盲区的问题，提出一种基于声发射信号的铁路道岔尖轨伤损监测方法，研发出道岔尖轨损伤监测系统。系统基于伤损模式分类算法对列车经过钢轨时所产生的声发射信号进行分析，实现对尖轨伤损状态的识别。现场测试数据表明该方法能够有效识别道岔尖轨的伤损。     

道岔部位特殊轨件探伤方法

由于道岔的几何尺寸和结构特殊性,探伤检查时容易发生伤损漏检。分析道岔部位常见伤损特点及产生原因,针对道岔部位轨件的特殊情况,总结钢轨手工及外观检查、辙叉部位探伤检查、道岔尖轨部位探伤检查和轨底核伤的具体操作方法。     

SC325型可动心道岔尖轨的探伤方法

SC325型可动心道岔长心轨尖轨断面的变化,使普通探伤仪不能对该范围的钢轨进行全面探伤,利用GHCT 1型焊缝探伤仪的37°探头,K2.5单探头,通过对探头保护膜加工改进、设置仪器、扫查方法及伤损判定方法的介绍,以及现场判定后与实际重伤伤损对比,对可动心尖轨探伤问题进行解决,从而保证运输安全。     

新制高速铁路道岔尖轨和心轨超声波检测方法研究

为提升高速铁路道岔使用寿命，保障列车安全运行，针对新制道岔尖轨及心轨超声波检测工艺方法开展研究。简述对比试块人工伤损的位置和尺寸设置。利用A型脉冲反射式超声波探伤仪，检测人工伤损对比试块和实际产品，对比分析采用不同规格探头检测结果的差异。基于检测结果，对尖轨、心轨超声波检测工艺方法进行验证。验证结果表明：钢轨原材料材质伤损宜采用纵波直探头，同时增加60AT2钢轨轨腰不同埋藏深度平底孔人工伤损，以评定伤损当量大小。     

可动心轨道岔心轨折断原因分析

对津浦线发生的可动心轨道岔心轨折断进行了系统分析。通过金相试验、心轨疲劳裂纹源位置、裂纹扩展特点对伤损原因进行研究,通过对该类型道岔在不同工况条件下列车通过时的应力、位移等现场测试,对裂纹产生的原因和该类道岔运营的安全性进行确认,并对今后道岔的设计、维护提出相关建议。     

地铁道岔尖轨早期伤损分析

近年来国内地铁线路建设和开通呈井喷形势,但是新开通线路尖轨出现早期异常伤损现象较为普遍,给列车安全运行、线路运营带来隐患。通过对地铁新建线路道岔尖轨早期出现伤损的调研,深入研究伤损形貌与特征,结合轮轨关系、道岔转辙器结构特性、运动特性、尖轨线型、尖轨轨顶坡、轨道弹性等影响因素进行分析,判断地铁尖轨的破损型属于接触疲劳伤损,得出产生轨头接触疲劳伤损的主要原因是轮轨接触应力过大,提出一致性新车轮的运营条件引起的接触应力集中,是产生伤损的主要原因的结论,并提出改善轮轨关系、改善运营条件、提高材料性能、加强维护保养等延缓地铁道岔早期伤损的措施。     

我国高速铁路道岔尖轨廓形研究

对我国高速铁路道岔区钢轨运营现状进行总结分析,得出2种道岔区典型尖轨廓形。建立轮轨接触和动力学模型,分析尖轨廓形对应力分布特征和动力学性能的影响规律。分析结果表明:尖轨轨肩较低时将导致接触区域集中分布于非工作边侧,形成较高的应力水平,大幅增加产生接触伤损的风险,而采用设计廓形的尖轨应力水平较低,接触区域分布合理。尖轨廓形对道岔区动力学性能的影响较小,道岔区基本轨采用60N廓形可在一定程度上改善道岔区动力学性能。建议高速铁路道岔区尖轨、心轨机加工段廓形仍沿用现有尺寸参数,轨件非加工段采用60N廓形。     

秦沈客运专线38号无缝道岔纵向力分析及试验研究

道岔和无缝线路长轨条焊联，当轨温变化时，长钢轨的纵向温度力将直接作用于道岔，引起导轨，心轨的伸缩，因尖轨跟端与基本轨通过限位器或间隔铁连接，导轨，心轨与基本轨间又通过扣件，岔枕等联结零件相连，导轨与基本轨之间的相互作用，导致岔区钢轨给力的变化，采用建立在导轨，心轨与基本轨相互作用基础上的纵向力计算方法，对38号无缝道岔纵向力进行了计算分析，在京秦线38号无缝道岔试验段，测定了不同温差情况下无缝道岔纵向力，现场试验表明，理论分析结果与实测结果基本一致。     

道岔尖轨降低值测量仪的研制与应用

道岔尖轨及心轨降低值不良会引起列车通过时晃车和轨件非正常磨耗。本文分析了国内外测量道岔尖轨及心轨降低值设备的现状,介绍了型号为JCY-30的尖轨降低值测量仪。该测量仪可以测量高铁道岔尖轨相对基本轨的降低值及心轨相对翼轨的降低值,测量精度达到0.1 mm,替代了传统的效率低下的测量方式,填补了国内在尖轨和心轨降低值测量设备上的空白。     

木枕道岔减磨发的研制和使用

随着列车通过总重的逐年增加及车辆大轴重的频繁冲击，道岔尖轨侧磨与伤损日趋严重。为了解决这一问题，研制了减磨护轨和与此配套的轨撑护轨垫板，使用结果表明，减小尖轨侧磨的效果明显。     

重载铁路道岔关键技术研究与应用

我国重载铁路道岔核心部件伤损频繁且发展迅速,威胁行车安全并影响运输效率,导致运维成本高昂。研发重载铁路系列道岔的过程中,首次提出增大道岔导曲线相离值、"直曲组合型"曲线尖轨、刨切基本轨加厚尖轨、优化辙叉结构、加宽辙叉心轨、采用岔枕带预埋铁座的弹条分开式扣件系统等多项优化措施。通过在大秦铁路、朔黄铁路和浩吉铁路等项目的试用及推广实践证明,重载铁路道岔整体强度较高,可有效降低养护维修工作量,能够达到直尖轨通过总重4亿t、曲尖轨1亿t、固定型辙叉3亿t、可动心轨辙叉7亿t的预期目标。     

神朔铁路重载道岔病害成因分析及整治措施

道岔区病害形式多种多样,重载铁路由于其大轴重、高密度和大运量的性质,道岔部件的伤损更为严重,因而其平均使用寿命要短于普通线路相同型号的道岔。通过对神朔重载铁路现场调研,发现重载铁路道岔常见的几种病害有尖轨与基本轨不密贴,轨距、水平超限,钢轨剥离掉块,钢轨疲劳裂纹,扣件及轨枕伤损等。通过道岔病害产生机理分析,提出定期检测、更换和调整部件、定期打磨钢轨等一系列整治措施,并对重载道岔养护维修方式提出建议。     

CN道岔闪光焊接质量问题分析与控制

针对CN道岔心轨、叉跟尖轨在厂内闪光焊接工艺中出现的心轨铣削后焊缝处轨顶面平直度超差、焊缝位置轨腰处产生裂纹、叉跟尖轨焊缝处存在马氏体组织等质量问题,进行现场试验、理论分析,并制定相应对策,通过对比措施实施前后的试验数据结果,得出措施的有效性,以期提高CN道岔闪光焊接的质量。     

高速铁路轮轨匹配存在问题及对策

对我国高速铁路因轮轨匹配问题而导致轮轨接触位置不良、动车组构架横向加速度超限报警、动车组异常抖动、钢轨波磨、道岔直尖轨非工作边疲劳裂纹等的具体成因进行研究,并主要从轮轨接触关系、等效锥度、轮轨匹配、钢轨打磨、道岔直尖轨处理等方面提出对应的解决方案。结果表明:车轮型面与60钢轨廓形不匹配导致了轮轨接触位置不良,采用60N钢轨可使轮轨的接触位置居中;按设计的钢轨廓形或60N钢轨廓形进行钢轨打磨,可以有效降低轮轨的等效锥度,从而抑制动车组异常抖动和构架横向加速度超限;采用GMC96—B型和GMC96—X型钢轨打磨车打磨产生的钢轨周期性磨痕波深较大时,容易发展成钢轨波磨,而采用大机打磨可有效治理钢轨波磨;道岔直尖轨非工作边因未倒棱且长期承受应力集中作用是造成其产生疲劳裂纹的根本原因,可采用倒圆和组合断面轨面修型处理,有效控制直尖轨非工作边的疲劳伤损。     

几种道岔病害对轮轨相互作用的影响

道岔区内病害形式多种多样。利用车辆－道岔系统空间耦合振动模型^[1]，以尖轨与基本轨不密贴、固定式辙叉不同磨耗以及间隔铁失效为例，本文模拟计算了它们对轮轨系统相互作用的影响情况。结果表明，尖轨与基本轨不密贴将使得尖轨横向和重向振动加剧，而固定式辙叉达到严重磨耗以后，系统将产生激烈的轮轨冲击振动。     

增加道岔尖轨轨下弹性对轮-岔动力性能的影响

通过建立道岔垂向几何及刚度不平顺激扰模型，运用车辆一轨道耦合动力学理论，模拟计算了提速列车对提速道岔的动力影响。比较了提速道岔尖轨轨下增加弹性后提速列车对道岔的动力作用，并进行了现场测试。结果表明提速道岔尖轨轨下增加弹性后能减轻基本轨至尖轨区过渡段轮一岔垂向相互作用，有效地改善道岔的动力性能，延长滑床板及道岔的使用寿命。     

岔桥相对位置对桥上无缝道岔受力和变形的影响

为了进一步研究桥上无缝道岔受力和变形的特点,通过建立"岔-桥-墩"纵向相互作用一体化计算模型,分析道岔与桥梁的相对位置对钢轨、道岔、墩台等结构部件受力及变形的影响.经计算分析表明,随着道岔头部距连续梁桥左端梁缝距离的增大,基本轨伸缩附加力、伸缩位移、桥墩所受纵向力减小,翼轨末端间隔铁承受的纵向力增大;尖轨跟端限位器所承受的纵向力、尖轨与心轨相对于岔枕的纵向位移,并不随道岔头部距梁端的距离呈单向变化,只有当道岔头尾距离梁端在一定合适位置时,才能确保限位器受力、尖轨与心轨相对于岔枕的纵向位移最小.     

超声波钢轨探伤车B显数据伤损模式分类技术研究

既有钢轨探伤车超声检测系统均为国外引进。中国铁道科学研究院自主化钢轨探伤系统目前已经通过试验验证,所采用的伤损模式分类技术是其中的一项关键技术。根据自主化钢轨探伤系统的探轮设置,规定伤损的类别设置,并将伤损类别划分为四大类:核伤类、螺孔裂纹类、轨底裂纹类、水平裂纹类。归属于不同大类的伤损采用不同神经网络进行识别。以螺孔裂纹类为例进行说明,采用标定线数据进行测试,验证算法的有效性。     

轮轨接触几何关系在道岔系统动力学中的应用

道岔与一般正线的区别就在于它多变的轮轨接触几何关系，复杂的轨线布置以及走行线路的转换，以一般线路轮对踏面与钢轨轨头接触关系为基础，考虑转辙器区尖轨与基本轨之间，翼轨与心轨，主轨与护轨以及心轨之间的空间结构和平面布置，本文模拟计算了转辙器区和辙叉区轮对与相应轨线的接触与冲击情况，得到了较为准确的尖轨与护轨横向冲击力，道岔区轮舅走行特征以及系统其它相关振动响应。