大轴重商业运输中的钢轨特性——美国联邦铁路局研究结果RR07—16

位于科罗拉多州谱韦希洛的运输技术中心有限责任公司（TTCI）与联合太平洋铁路公司（UP）合作，对商业运输轨道的钢轨特性进行了试验。图1显示的是位于加利福尼亚州蒂哈查皮340英里程标处的第3试验地商业运输钢轨特性试验。试验表明，采用0．75英寸轨侧磨损极限标准，各种新型优质钢轨的平均使用寿命为200MGT（百万总重英吨），若采用轨头面积30％的允许损失标准，使用寿命大约为900MGT。 如使用0．75英寸轨侧磨损极限标准，两段已知MGT曲线的钢轨使用寿命为232到245MGT。使用环境包括较大的山区坡道及6至10度的曲率。在通过169MGT的观察期间，所有被评估钢轨的预期使用寿命相差在10％以内。在此期间，未进行钢轨打磨，也未发现钢轨顶面出现缺陷。 在加速运行试验基地（FAST）进行的类似试验表明，钢轨的预期使用寿命大约提高了一倍，这说明现场列车及润滑条件不同，条件更加恶劣。试验中未发现钢轨的硬度与磨损率大小之间有密切的关系。     

大轴重商业运输中的钢轨特性

位于科罗拉多州谱韦希洛的运输技术中心有限责任公司（TTCJ）与联合太平洋铁路公司（UP）合作，对商业运输轨道的钢轨特性进行了试验。试验表明，采用075英寸轨侧磨损极限标准，各种新型优质钢轨的平均使用寿命为200MGT（百万总重英吨），若采用轨头面积30％的允许损失标准，使用寿命大约为900MGT。[第一段]     

周期性钢轨廓形打磨对小半径曲线寿命的影响

选取半径300 m小半径曲线作为试验曲线,从轮轨接触几何特性、车辆动力学特性、现场打磨效果3个方面分析了周期性钢轨廓形打磨对小半径曲线寿命的影响。结果表明:周期性廓形打磨后轮轨间等效锥度显著改善;列车1～4位车轮与9#钢轨接触时磨耗功、最大脱轨系数均较为理想;周期性廓形打磨后钢轨轨面未出现比较严重的病害,侧磨速率显著降低,轨道质量指数有明显改善,有助于延长钢轨使用寿命。     

上海地铁曲线轨道减磨措施试验研究

曲线轨道钢轨侧磨直接影响钢轨的使用寿命,是钢轨报废的主要原因之一.通过对曲线钢轨磨耗试验研究,了解引起钢轨磨耗的原因,提出一些减磨措施,以在上海轨道交通1号线设置的轨道试验段为例,分析研究轨底坡、超高、轨道刚度、涂油等对钢轨减磨的影响.试验结果认为:内轨轨底坡1∶20,外轨轨底度1∶40可减小过超高,对降低钢轨侧磨有利;降低轨道刚度具有明显的减磨效果;涂油对减缓钢轨侧磨、减小轨面剥离、减缓内轨顶面波磨等有明显的效果.     

动车所小半径曲线钢轨磨耗及减磨措施研究

为分析曲线半径、轨距加宽和轮轨摩擦系数对钢轨磨耗的影响,在某动车所的环Ⅰ线(半径275m)和环Ⅱ线(半径280m)开展了为期一年半的钢轨磨耗跟踪实验,并建立CRH5型动车组的动力学仿真模型。研究结果表明:(1)环Ⅰ线钢轨侧磨严重且磨耗不均匀,钢轨使用寿命约一年半;(2)适当增大曲线半径可显著减小钢轨侧磨,半径300m曲线的钢轨侧磨较半径250m曲线钢轨侧磨减小约65%;(3)动车组在动车所内一般空载且运行速度较低,适当增大轨距可以减小钢轨侧磨;(4)采取轨侧润滑措施可使钢轨侧磨减小40%~70%,提升小半径曲线钢轨使用寿命。     

道旁固定式轨侧固体润滑技术研究与设计

针对侯月线准重载铁路曲线磨损,研究设计道旁固定式轨侧固体润滑装置,采用列车车轮携带涂抹方式,实现了固体润滑剂对曲线上股钢轨、道岔曲尖轨的自动涂覆,为重载运输线路钢轨的减磨维护工作提供了有效地技术手段。     

轮箍与钢轨磨损的成因及其减小的可能性

以大量的计算结果和试验数据为基础，综合叙述了轨距的变化、线路曲线区段外轨的超高、钢轨型号的不同、轮箍直径的差值以及轮轨的润滑等因素对轮和钢轨的的磨损及其使用寿命的影响和作用机理，并提出了减少磨损的相应建议。     

轨道润滑的智能运维技术

以国内某地铁线路A站与B站之间的小半径曲线作为研究对象,根据线路区段特性,通过轨道振动、轨旁噪音等数据,研究在小半径曲线位置的轮轨关系,使用智能运维系统控制设置在轨侧和轨顶的自动润滑装置进行喷涂,使轮轨关系处于稳定状态,降低轨旁噪音的同时延缓钢轨波磨和侧磨的发展,延长钢轨的使用寿命。     

曲线钢轨磨耗演变预测及对车辆动力学影响研究

为研究轨道磨损演变及对车辆动力学性能的影响,基于SIMPACK多体动力学软件建立车辆-轨道系统动力学模型,利用FASTSIM算法和Lewis磨损模型,计算通过总重10～50Mt对钢轨造成的磨损,并比较和分析钢轨磨损对车辆动态性能的影响,分析结果表明:车辆通过小半径曲线时60 N轨上股侧磨量较大,但随通过总重的增加,60轨的侧磨速率增长较快;60N轨下股轨具有较大的顶垂磨量和较快的垂磨速率,整体垂磨速率随通过总重的增大而降低;钢轨磨耗对轮重减载率和轮轨垂向力影响很小,但对60轨的脱轨系数和轮轨横向力影响较大;钢轨侧磨导致轮对横移量增大,并对60轨的轮轨冲角产生较大的影响。     

75kg·m-1钢轨用轨撑设计与铺装试验

针对重载铁路小半径曲线和长大坡道线路的轨距、线型难于保持,外轨侧磨严重,养护维修工程量大的情况,研制了普通型和减振型2种形式的75 kg·m-1钢轨用轨撑.在大秦线的轨道动力特性试验和现场试铺表明:与既有Ⅱ型弹条扣件相比,安装2种轨撑后测试断面的轨头横向静刚均有大幅增大,其中,外轨轨头的横向静刚度增大40%～54%,内轨轨头的横向静刚度增大9%～113%;轨撑提高了钢轨的横向抗力和抗倾覆的能力,提高了行车安全性;钢轨横移和钢轨侧磨明显减小,轨距和轨向保持良好,减小了日常养护维修工程量.减振型轨撑的减振效果更好.     

500 m长钢轨普通平车装运纵向卸轨方案研究

为缓解T11专用车运轨压力,满足500 m长钢轨纵向卸轨需求,阐述500 m长钢轨普通平车装运卸轨发展现状,分析其在3种特殊情况下的运输需求,针对500 m长钢轨普通平车装运方案纵向卸轨存在的紧固方式局限性、卸轨阻力过大、滚轮磨损严重等核心问题,从实际出发提出500 m长钢轨普通平车装运纵向卸轨解决方案,即安装单根紧固...     

朔黄铁路钢轨润滑与摩擦控制技术应用功效分析

重载铁路小半径曲线地段曲上轨侧面磨耗速度快,钢轨更换频繁,换轨成本大,严重影响铁路运能。采用车载式和地面润滑设备对轨面和轨顶进行润滑,通过钢轨涂覆前后数据对比,探讨减缓钢轨侧面磨耗的方法,以减缓小半径曲线地段钢轨侧磨,延长曲线地段钢轨使用寿命,减少换轨成本投入,提升铁路运能。     

60D40钢轨轨头硬化工艺及工装研究

通过对欧洲与日本钢轨的相关标准研究,制定了企业内控标准《道岔钢轨轨头热处理技术条件》(Q/GD009-2010)。设计新型轨头加热感应器、新型通用喷风器,采用正交试验—再次试验—验证试验的方法对60D40钢轨轨头进行了硬化试验。实验结果表明,各项数据均符合标准规定的各质量等级的60D40钢轨技术指标;自主设计的新型轨头加热感应器加热均匀;新型通用轨头冷却喷风器,结构简单,通用性强。     

抗黑斑贝氏体钢轨的开发

贝氏体钢轨的研究和开发结果表明，这种新型的钢轨通过适当地加快磨耗可消除接触疲劳层及可能出现的损伤。鉴于此，我们提出贝氏体钢作为最适宜的等级纲，以防止早期出现的黑斑，延长钢轨的使用寿命。为消除轨头焊接处出现的不平顺，根据磨耗量及轨头检测的结果以及在制造过程中允许的硬度分布，经贝氏体钢钢轨的现场试验结果证实，新型钢轨应用的最合适硬度为260--295HV。在获得的试验结果的基础上，我们提出了贝氏体钢钢轨的技术规范。现场铺轨试验证明，虽然贝氏体钢轨的焊接比标准的炭钢钢轨的焊接要困难些，其焊接仍可达到实际应用的特性要求。     

北美重载铁路钢轨技术及发展趋势

从北美铁路钢轨标准、钢轨的选用及使用寿命、美国交通运输技术中心及试验场钢轨试验、钢轨焊接和伤损修复技术、钢轨养护维修技术、换轨周期等方面,介绍北美重载铁路钢轨技术。通过标准的变化、钢轨技术的变化和钢轨寿命的延长,分析北美重载铁路钢轨技术发展趋势。在对比分析我国与北美重载铁路钢轨技术的基础上,提出我国重载铁路钢轨技术发展建议。     

桥隧过渡段轨温与钢轨纵向位移的映射关系

研究目的:桥隧过渡段处钢轨在梯度温度力作用下将发生纵向爬行,影响无缝线路稳定性。本文以轨温过渡区钢轨为研究对象,建立钢轨位移微分方程,推导轨温分布与钢轨纵向位移的映射关系,从而揭示影响无砟轨道钢轨爬行的规律。研究结论:(1)考虑扣件阻力非线性的钢轨纵向位移量和变形范围均远大于线性阻力模型;对钢轨最大位移量而言,轨温非线性分布相较于线性分布高出5.3%～38.6%,建议同时考虑轨温和纵向阻力非线性以准确获得过渡段钢轨爬行位移;(2)轨温差一定时,随着最大温度力梯度倍数k从1.5变化至3.5,轨温过渡区长度为10 m时,钢轨最大纵向位移增加了7%,而过渡区长度为40 m和50 m时分别增加了26.7%和32.8%,因此对于轨温差大、轨温过渡区长的过渡段,更应关注轨温非线性分布;(3)扣件极限阻力增大将使钢轨爬行量显著降低,但影响程度有限,极限阻力从6.5 kN/(m·轨)增加至12 kN/(m·轨),钢轨位移量下降40.8%～49.2%,而从24 kN/(m·轨)增加至30 kN/(m·轨),仅下降12.8%～24.4%;(4)推导的解析表达式能够准确描述各参数与钢轨纵向位移的映射关系,对于进一步研究过渡段钢轨受力特性以及改善无缝线路稳定性具有参考价值。     

重载铁路钢轨伤损原因探析与预防措施

随着神华铁路运量的大幅提升,钢轨病害增多,疲劳伤损程度加重,换轨周期缩短,运营成本增加,严重影响了企业的运输安全。通过对重载铁路常见的钢轨伤损分析,提出延长重载铁路钢轨使用寿命的综合技术措施。     

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。     

能延长轮轨使用寿命的几个方面

北美一级铁路线路总长为 2 74 0 0 0ｋｍ ,在钢轨平均质量为 67ｋｇ/ｍ情况下相当于 3630万ｔ的钢。大约有 140万辆货车和近 2 50 0 0辆机车及约 10 0 0万个车轮处于运营中。1ｔ钢轨的价值大约值 50 0美元 ,一个车轮值350美元。这些元素构成铁路固定基金非常重要的部分 ,此外固定基金还包括铺设钢轨、安装车轮及对钢轨和车轮进行技术维护及修理的费用。通过控制购买、维修上述单元 (钢轨及车轮 )费用及延长其使用寿命可取得很大节约。这样 ,为增加钢轨使用寿命 ,目前在美国铁路协会运输工艺中心 (ＴＴＣ)战略研究计划范围内 ,正在对用改善后…     

75N钢轨的试验研究

研究目的:针对大秦重车线钢轨铺设初期轮轨匹配不良的问题,设计出新轨头廓形75N钢轨,通过仿真计算对比分析了75 kg/m钢轨优化前后的接触状态及几何关系,并进行了75N钢轨在大秦重车线的试铺试验。研究结论:(1)75N钢轨显著改善了轮轨关系,轮轨主要接触位置更处于轨头踏面中心区域,轮轨接触应力大幅降低;(2)75N钢轨无论预打磨还是未进行预打磨,在直线上钢轨光带均较为居中,轨距角未出现肥边和剥离掉块,轨面光洁,钢轨使用状态较好;(3)在曲线上使用,75N钢轨均未出现轨距角肥边,表现出具有良好的轮轨接触关系;(4)该研究成果可应用于重载铁路钢轨的使用方面。