考虑打磨量的重载钢轨打磨廓形优化设计

为在重载钢轨打磨廓形优化设计中最小化钢轨打磨量，建立了打磨量的钢轨廓形对齐及计算方法，设计以轮轨磨耗指数、轮轨接触应力以及钢轨打磨量为优化子目标的综合优化评价模型，并对不同优化策略的优化结果进行了分析. 首先，通过矩阵旋转变换、曲线拟合及样条插值等理论建立钢轨廓形自动对齐算法，并计算目标廓形打磨量；其次，考虑轮轨磨耗指数、接触应力以及钢轨打磨量，建立综合优化目标函数，采用遗传算法并联合车辆轨道动力学仿真模型求解优化钢轨打磨廓形；最后，运用所建立的钢轨廓形优化设计模型计算分析不同优化策略的设计结果. 研究结果表明:同时考虑轮轨磨耗、轮轨接触应力和钢轨打磨量，优化后曲线外、内轨廓形平均磨耗指数相比初始廓形下降68.9%，内轨接触应力下降39.1%，打磨量下降21.8%，优化效果最佳；只考虑轮轨磨耗和接触应力时，优化后曲线外轨廓形磨耗指数和内轨接触应力下降较为明显，但打磨量下降速率相对较慢，仅为11.3%；只考虑打磨量时，优化后钢轨廓形打磨量下降最快，为24.4%，但轮轨接触应力显著变大.      

轮轨力连续测试系统设计

根据轮轨力作用下钢轨的受力特点，设计了采用测力钢轨的轮轨力连续测试系统，并通过仿真确定了垂向和横向轮轨力耦合作用下轮轨力计算方程式和相关因数．通过在试验线上的测试，表明该系统可同时连续测出垂向和横向轮轨力．     

高速铁路磨耗车轮与60N钢轨静态接触分析

随着车辆的运行,车轮踏面会出现不同程度的磨耗,为研究磨耗状态下车轮与钢轨之间的静态匹配性能,利用轮轨接触几何关系和非赫兹滚动接触理论,计算不同磨耗程度的车轮对轮轨接触几何参数和接触力学特性的影响,并与CHN60钢轨的计算结果进行对比.分析结果表明:轮对横移小于4 mm时,车轮磨耗程度越大,车轮上接触点的横向分布宽度越大,60N钢轨的接触点横向分布宽度明显小于CHN60钢轨,对提高车辆运行稳定性有利;车轮磨耗程度越大,轮轨磨耗指数越大,60N钢轨的轮轨磨耗指数较小,有利于轮轨廓形的保持能力.车轮磨耗程度越大,位于表面滚动接触疲劳区的范围越大,相比CHN60钢轨,60N钢轨位于表面滚动接触疲劳区的情况较少,相同条件下,能够减少轮轨滚动接触疲劳伤损的发生.      

高速铁路钢轨打磨技术及其应用

根据广深线钢轨斜裂纹的形成与发展特点,提出采用非对称打磨技术控制和减缓钢轨斜裂纹的形成,并进行了数值计算和现场打磨试验.数值计算结果表明:钢轨非对称打磨可以改变轮轨接触几何参数,使轮轨接触点向钢轨顶面中心移动,远离钢轨轨肩位置,并降低轮轨接触应力.现场打磨试验验证了数值计算结果,试验结果表明钢轨非对称打磨能改变钢轨光带,使接触点向钢轨踏面中心移动.     

轮轨系统的现状与展望

总结了现有传统钢轮钢轨式轮轨系统的工程问题、研究现状和工程处理方法;分析了钢轨波磨和车轮不圆的形成和发展机理,对困扰高铁的踏面凹磨问题提出了创新性治理设想;拟通过轮轨系统的廓形设计-磨损评价-磨损治理的系统化革新思路,获得既安全又经济的线路条件个性最优化方案;总结和展望了目前轮轨系统的打磨和镟轮,讨论了轮轨系统的检测方...     

地铁车辆曲线区段轮轨接触的有限元分析

建立了地铁车辆车轮与曲线区段钢轨接触的有限元模型,应用有限元参数二次规划法分析这一三维轮轨接触问题．对不同轴重和横向力作用下的轮轨接触模型分别进行计算,得出了大量的轮轨接触应力的分布及变化规律．这些计算结果将有助于找到缓解钢轨侧磨的方法．     

新型交叉式静音钢轨的理论与试验研究

为降低轮轨噪音,提出了一种新型交叉式静音钢轨.与传统的静音钢轨不同,其在钢轨和阻尼层之间增加了一层扩展层,且扩展层与约束层交错布置.采用有限元法对该结构进行了优化设计,根据优化结果(扩展层宜用厚1 mm的铝材,阻尼层宜用IPN型阻尼材料,约束层宜用厚2 mm的钢材)制作实物并进行了试验测试.测试结果表明:在垂向和横向激励下,该交叉式静音钢轨振动持续的时间仅为标准钢轨的1/5,噪声声辐射声压级分别比标准钢轨降低10.4和13.2 dB.      

高速列车轮轨弹塑性滚动接触理论和数值方法的研究

课题组根据2004年度项目工作要点：在建立轮对和钢轨处于刚性约束条件下的运动方程和轮轨接触界面的滑动方程、建立二维弹塑性滚动接触理论模型、轮轨二维非稳态滚动接触条件下材料棘轮效应对轮轨滚动接触参与应力应变分析、二维滚动接触条件下滚滑温度分析计算、二维滚动接触条件下粗糙度和水膜对轮轨滚动接触影响分析等方面开展了研究。同时，     

钢轨波磨研究进展

为了解轨道车辆运营中普遍存在的钢轨波磨问题,分析了钢轨波磨的形成机理,阐述了钢轨波磨对车辆-轨道系统动力学性能的影响,综述了常见的钢轨波磨检测、监测与抑制方法,并展望了钢轨波磨的研究方向。研究结果表明:车辆-轨道系统耦合振动、轮轨反馈振动、轮轨自激振动和轮轨接触振动是形成钢轨波磨的主因,车辆-轨道结构、线路运营条件、轮轨材料、钢轨型面和车轮踏面轮廓等多方面因素相互耦合作用亦会引起钢轨波磨;重载、高速铁路和地铁钢轨波磨会影响车辆-轨道系统动力学性能和车辆与轨道零部件寿命,也会影响扣件、钢轨、轨枕、轨道板(道砟)和轴箱等零部件的振动特性,各零部件的阻尼、刚度等物理参数与运行条件不匹配时也会造成钢轨波磨,列车长时间运行在钢轨波磨路段时会导致车辆-轨道结构产生强烈共振,造成严重疲劳损伤,影响行车安全;检测与监测是研究和发现钢轨波磨的重要辅助手段,抑制钢轨波磨主要通过改善轮轨接触关系、钢轨打磨、提高钢轨表面材料硬度、添加相关摩擦调节剂和轮轨润滑剂、使用钢轨吸振器技术、优化轮轨系统结构以及调整列车运营规定等措施来实现;目前,钢轨打磨仍是消除和减轻钢轨波磨最直接、最有效和最经济的措施,应提升并改善钢轨打磨技术。      

高速铁路辙叉区钢轨打磨廓形设计方法

以心轨顶宽20、35、50 mm处的辙叉区钢轨关键截面作为研究对象,基于NURBS曲线理论建立辙叉区钢轨廓形重构方法;以关键截面钢轨廓形上若干型值点为设计变量,以打磨材料去除量的减少和脱轨系数的降低为目标,以钢轨廓形几何特征和降低钢轨滚动接触疲劳为约束条件,设计出18号道岔辙叉区钢轨经济性打磨廓形;建立了轮轨接触有限元模型和车辆-轨道耦合动力学模型,进行了轮轨接触应力与动力学指标计算。分析结果表明:优化的打磨廓形接触点分布均匀,具有良好的轮轨接触几何特性;钢轨打磨材料去除量在2号截面处降低了17.2%;各截面Mises应力分别降低了8.7%、8.3%和11.5%,轮轨接触应力降幅分别为12.9%、15.8%和18.0%;列车逆侧向过岔时,轮轨横向力与车体横向振动加速度分别降低了10.3%和15.6%,脱轨系数与轮重减载率分别降低了8.1%和10.6%,疲劳因子降低了12.2%。可见,优化廓形在保证列车运行安全性的同时,提升了列车运行的平稳性以及辙叉区钢轨的使用寿命。      

新交通轨道工程承轨槽施工技术

天津开发区新交通导向轨工程中，承轨槽的施工是整个工程的一道关键工序，其施工质量直接影响到导向轨的定位精度、环氧树脂的粘接强度及整个工程的施工效果。主要介绍了承轨槽的施工方案、施工工艺及其验收，以供参考。     

关于城市轨道高架桥上安装护轮轨的建议

近年来国内各大城市竞相修建城市轨道交通系统,该系统环保、节能、快速的优势已经逐步显示出来,地铁、轻轨的发展规模必将日益扩大。如何提高城市轨道交通系统运营的安全性将是设计、建设和运营方最应该关心的问题。文章针对城市轨道交通高架桥上安装护轮轨方面提出了一些思考,可供今后城市轨道交通建设参考。     

重载铁路顶进线路加固技术

近年来,我国公路、铁路不断发展,铁路、公路的改造往往需要增减或扩建涵洞或立交框构,顶进施工便成了这些工程的首选方案。结合大秦线K337＋002.5杨雁路地道桥工程同时下穿大秦线上行、下行两股线的工程实践,介绍了采用限速45 km/h铁路框架顶进线路加固施工方法。为以后在同样条件下的地道桥施工积累经验。     

自动栏杆的自我维护

介绍了高速公路自动化收费系统中自动档杆的维护,在自动栏杆出现故障时,及时有效地得到处理,达到降低维护费用的目的.     

城市连绵地区轨道交通服务层级构建

面向城市连绵地区构建与之适应的轨道交通系统,关键在于提供具有针对性的服务层级,满足区域范围内不同的出行需求,应对出行链的复杂性和多样性。从城镇群、都市区、中心城市三个层面分析城市连绵地区的典型空间形态,并探讨与之对应的城际出行、城郊出行、城市内部出行活动特征。提出构建差异化的轨道交通层级,即区域轨道交通、市域轨道交通、市区轨道交通,重点探讨各个层级轨道交通的构成、作用、线路技术特征等,以及不同层级的衔接关系。     

基于轨道交通的分布式集束运输系统

针对当前轨道交通系统存在的运力资源浪费大,交互式运输线路易堵,普线上列车时速难以提高等问题,提出一种基于轨道交通的分布式集束轨道交通运输系统。该系统主要包括可编组模块式小型车厢、列车、铁轨、车厢编组子系统和车站等,车站内的车厢编组子系统可对小型车厢进行自动编组,编组好的系列车厢由列车提供动力运载,并在两站间进行循环运输。由于采用站间分段式循环运输模式,从而有效解决现有铁路系统中线路制运输存在的线路干涉问题,能有效提高铁路系统的运力,减少资源浪费。     

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论坛以“轨道交通技术政策”为主题,针对城市轨道交通、城际轨道交通和高速铁路,结合国家与区域社会经济发展的需求,提出了不同类型轨道交通的功能定位. 研究了不同类型轨道交通系统单位周转量能耗的统计指标,以及计算模型和方法. 结合实际统计数据与列车运行的仿真计算,定量测算了不同技术参数和运输组织方案下轨道交通能耗的变化趋势,从节能角度对我国轨道交通发展的技术政策提出了建议.     

城市与区域轨道交通的一体化规划

城市与区域一体化的轨道交通系统,是城乡统筹交通体系的一大支柱。不仅为城市中心区的出行提供方便,而且能使城市中心区与外围组团间的联系日益紧密,缩小城乡经济生活差距,保障合理的通勤时间,为市区人口产业向城市外围扩散创造条件。从城市与区域轨道交通一体化规划的内涵出发,对城市与区域轨道交通一体化规划的相关问题进行研究,提出轨道交通线网一体化规划的建议,为决策和设计部门提供参考。     

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.