关于道岔捣固机结构性能优化设计

本文就道岔的基本结构及研制道岔捣固机的基本依据进行了介绍;根据道岔捣固机的工作特点对道岔捣固机的作业方式、有效能量传递、振动器的选定及作业定位进行了优化设计论证。     

道岔稳定作业效果试验研究

为检验正在研制的道岔稳定装备的作业效果,采用试验方法,对道岔线路进行了捣固和稳定作业,测量了捣固前、捣固后稳定前和稳定后不同状态下道岔线路的轨面高度和轨枕横向阻力。试验结果表明:道岔稳定作业能够使线路均匀沉降,并恢复20%以上因捣固作业而损失的轨枕横向阻力;道岔稳定作业对提高线路质量和列车运行安全有积极作用,但是对于路况不同的道岔线路,仍然需要大量的施工经验积累,通过统计计算提出合理的作业控制参数的指导值。     

大型养路机械捣固作业参数对捣固效果影响规律的研究

有砟轨道大型养路机械维修作业中,捣固的主要动作是向枕底推送道砟并使道床密实。研究捣固镐插入的深度、速度、振动频率等捣固参数对大型养路机械作业效果的影响,对于提高大型养路机械作业效率、延长有砟道床服役年限具有重要意义。基于大型养路机械捣固镐结构和轨道结构建立了精细化捣固作业离散元仿真模型,采用多体动力学几何外形和离散单元分别对捣固镐与道砟颗粒的运动状态进行模拟,并通过试验对模型进行了验证。在不同的插镐速度和深度工况下模拟捣固作业过程,以道砟受到的压力、总动能、平均角速度和增加数量作为捣固效果的评价因素,研究了各工况的捣固作业效果。研究结果表明:在其他作业参数相同的工况下,插镐速度最优值为0.5 m/s,插镐深度最优值为90 mm。     

轨道不平顺指标与线路捣固作业质量的相关性分析

在考虑捣固作业磨合过程的基础上,利用捣固作业改善系数及轨道不平顺指标结构,设计轨道不平顺指标与线路捣固作业质量的相关性分析方法。为说明该方法的有效性,采用神朔铁路河西运输段2014年9月—2016年12月共计31次的轨检车检测数据以及该时段内相应的捣固作业数据进行实例分析,结果表明该方法可以有效分析轨道不平顺各单项指标与线路捣固作业质量的相关性,对改进捣固作业计划的编制方法和提高捣固作业质量具有重要意义。     

重载铁路有砟道床捣固作业参数的合理取值

根据朔黄铁路（朔州—黄骅）大型养路机械捣固作业实际情况,建立捣镐群和有砟道床的耦合模型,模拟大型养路机械捣固作业,分析捣固参数（捣镐振动频率、插镐速度、插镐深度）对道床密实度、道砟配位数、道床垂向刚度的影响,进而确定捣固参数的合理取值。结果表明：与捣固前相比,捣固后道床状态参数有所增加,道床密实度增幅在11.34%～13.21%,道砟配位数增幅在0.72%～4.34%,道床垂向刚度增幅在6.56%～64.27%,说明在一定范围内改变捣固参数对道床密实度和道床垂向刚度的影响比较明显,而对道砟配位数的影响不大;捣镐振动频率、插镐速度、插镐深度均主要影响道床垂向刚度;朔黄铁路捣固作业参数的合理取值为捣镐振动频率35 Hz,插镐速度1.0 m/s,插镐深度25 mm。     

神朔铁路线路捣固作业维修质量评价方法

通过全面考虑线路捣固作业对即时轨道质量和长期轨道质量变化的综合效果,提出一种改进的线路捣固作业维修质量评价方法。为评估该评价方法的有效性,采用神朔铁路河西运输段2014年9月—2016年12月共计31次的轨检车检测数据以及该时段内的捣固作业维修数据进行验证,结果表明该方法可以更好地评价神朔铁路线路捣固作业维修质量。该方法对神朔铁路线路捣固作业质量的管控和决策的合理制定具有重要意义。     

三枕捣固装置激扰下有砟轨道振动传递及衰减特性试验研究

大机非稳态捣固作业是新建铁路开通运营前的必备工序,目前尚无研究涉及三枕捣固装置激扰下有砟轨道的振动传递特性。针对此不足,选取某典型新建铁路,开展捣固作业过程中有砟轨道动力响应的现场大型原位试验,并在散体道床内部不同位置埋设自制的双轴振动加速度传感器,实现道床内部振动水平演变的实时监测。采用小波分析和快速傅里叶变换方法,从时域-频域角度探究了捣固作业过程中轨枕和道床的振动传递及衰减特征,对比分析不同捣固作业次数影响下有砟轨道的吸振能力和耗能特性。研究结果表明：捣固作业过程中存在典型的振动逆向传递现象,会降低道床的承载能力及稳定性;夹持阶段轨枕的主要响应频率为68.7 Hz,约为35 Hz捣镐固定振动频率的2倍;捣固作业过程中轨枕对不同方向振动的敏感程度存在显著差异,捣镐的横向振动分量会激发道床内部更加丰富的振动响应;第三次捣固作业过程中道床的振动水平较低,道砟颗粒破碎概率最小。因此建议在不改变捣固作业时间和其他捣固作业参数的条件下现场进行多次连续捣固作业时,作业次数不宜超过3次,以保证最佳捣固效果。     

基于综合评价指数的捣固维修作业时机决策方法

大机捣固是有砟线路养护维修作业的主要工作之一。基于在决定捣固维修作业时机方面很少考虑捣固作业成本,提出综合评价指数的捣固维修作业时机决策方法。以捣固作业后的轨道质量指数TQI表征列车运行品质,以捣固周期间接衡量捣固作业成本,综合考虑列车运行品质与捣固作业成本2个方面因素评价捣固维修作业时机是否最优,将该决策方法应用到杭深线捣固作业实践中。研究结果表明:杭深线轨道质量指数TQI阈值取5.5 mm时,为最佳的捣固时间。     

广深Ⅰ线大型养路机械捣固作业后高低不平顺发展规律

基于广深(广州—深圳)Ⅰ线K16+000—K19+000区段内长2.580 km的线路连续17次轨道检查车检测数据,以高低不平顺为研究对象,对大型养路机械捣固前后537 d的线路质量进行跟踪分析。结果表明,大机捣固对线路平顺度较高的区段或路基基础稳定而在持续较大荷载作用下线路平顺度较差的区段改善作用有限;捣固作业后高低不平顺下降幅度越小的区段,其高低不平顺越容易在较短时间内超过作业前;较大的月度累计降雨量可以缓和甚至改变线路的恶化趋势;捣固作业后达到一定时间线路动态质量会加速恶化;对于广深Ⅰ线,18个月的大机捣固周期比较合理。     

铁道科学研究院2003年成果简介(续一)

8 D09-32型连续式捣固车研制.1309—32型捣固车采用了先进的ALC自动导航前端计算机控制系统，替代1308—32型捣固车上落后的老式GVA几何形状自动调节计算机系统；在起、拔道控制系统中增加了补偿控制电路，并把后摆补偿引进到起道系统中来；同时在电气控制系统中还采用了高精度传感器等措施来提高作业精度，使D09—32型捣固车不仅作业效率高于1308—32型捣固车，而且作业精度也优于1308—32型捣固车。此外，1309—32型捣固车还增加了捣固装置自动定位电气控制系统和捣固夹持压力电气控制系统，实现了捣固装置自动踩镐作业功能和捣固夹持压力可调功能，进一步提高枕木等间距规范线路的作业效率和作业质量。     

大型养护机械捣固作业效果评价指标及方法研究

大型养护机械精确维修已成为铁路维修的主要手段,对我国普速线路大型养护机械捣固作业计划的制定依据与效果评价方法进行调研和分析,根据我国线路轨道不平顺质量分布情况和轨道不平顺质量指数管理标准,借鉴国外捣固维修标准,提出大机捣固作业阈值。结合我国普速线路实际情况,对捣固前线路状态和大机捣固作业模式与捣固质量的关系进行研究,提出大机捣固作业的评价方法,为现场大机捣固作业效果评价提供依据,并以两条线路为例评价其捣固作业质量,对捣固作业效果提出建议。     

神朔铁路线路捣固作业决策方法

基于轨道不平顺指标与线路捣固作业维修质量的相关性分析结果,设计神朔铁路线路捣固作业决策方法。为说明该决策方法的有效性,利用神朔铁路河西运输段2014年9月—2016年12月共计31次的轨检车检测数据以及该时段内相应的捣固作业维修数据进行实例研究,并与神朔铁路传统的捣固作业决策方法进行对比。结果表明:基于该决策方法的捣固作业策略对神朔铁路捣固作业量和捣固成本的降低效果显著,能改进神朔铁路线路捣固作业计划的编制方法。     

制定状态修基准指标指导大型养路机械捣固作业的探讨

建立周期修和状态修相结合的大型养路机械线路养修模式,有利于制定合理的维修计划,稳定线路质量。本文以武汉局线路养修为例对大机捣固作业前后的线路设备质量进行分析,结合轨道质量指数,建立线路区间状态修基准指标,探讨大机捣固作业状态修的模式,评价大机捣固作业效果。京九线状态修实例验证了其运用效果,可供线路养护维修参考。     

捣固车作业质量的探讨

根据现场长期跟踪捣固车作业,总结分析了影响捣固车作业质量的因素,提出利用捣固车作业,提高线路质量的一些基本方法,供线路养护维修作业参考。     

考虑波长因素的提速线路捣固作业质量评价方法研究

捣固作业质量直接关系到线路轨道服役状态,多维度研究捣固作业后轨道几何形位的变化规律是有效提升线路捣固作业效率的关键。以某160 km/h提速干线改造工程为例,提出考虑波长因素的捣固方案,针对捣固作业后的轨道几何形位的变化,分析轨道静态不平顺数据及动态不平顺数据,研究70 m弦矢高、轨道质量指数、功率谱密度、小波变换、小波能量谱等时频分布特征,确定捣固作业前后轨道不平顺波长及幅值的变化规律。研究结果表明:考虑波长因素的捣固作业方法可以有效地改善线路的长波不平顺状态,高低不平顺的改善效果优于轨向不平顺;曲线区段改善率大于直线区段且曲线轨道质量改善率随圆曲线半径的增大而降低;线路线形得到基本控制后不能通过盲目地增加捣固作业次数来达到改善轨道质量的目的。     

关于确保捣固车安全作业的革新措施

简要介绍了捣固车的工作装置及其捣固装置的工作原理，主要论述了影响捣固车线路安全施工作业的因素之一，捣固装置中深度传感器的故障原因和现象，并提出一种解决方法，以保障线路作业安全和行车安全。     

液压机械手捣固机的研制

介绍一种新式小型线路养护机械一液压机械手捣固机,它将道砟捣固作业分成两个步骤,一是机械手捣撑在垂面的弧线振动以实现进砟,二是依靠捣撑张开的压力定向将道砟拨到轨枕下,完成拨砟预紧和压实捣固.介绍了液压机械手捣固机的机械结构、理论计算和性能特点.     

提高大型养路机械捣固作业质量的分析与措施

本文通过对影响大机线路捣固质量的各种因素进行分析,并从大机捣固作业前线路质量分析、大机捣固作业后线路质量效果评价和大机捣固作业质量影响因素三个方面分析评价大机捣固作业效果,提出目前存在的问题以及相应建议措施,从而确保施工安全、正点、高效。     

提高既有捣固车作业精度的研究

既有的D08-32型自动抄平起拨道捣固车和D09-32型连续式捣固车的作业精度不能满足客运专线对轨道几何精度的要求。通过研制适合高速线路需要的、具备“长弦测量”特点和“起拨道自动跟踪”功能的“二维激光准直系统”,增加了捣固车的作业功能,其激光跟踪装置提供的准确“前端起道量及拨道量偏差输入值”,较好地消除了捣固车作业的“残余误差”。采用光电测量替代机械式测量方法,能够避免测量系统元件在捣固作业时受机械振动的影响。通过实验室的试验、实尺模拟测试和捣固车试装车试验的对比测试结果证明,光电测量系统的工作原理可行,其数据采集系统与捣固车控制系统的兼容性好,输出的数据可以满足捣固车的作业需要。     

冲击式人工捣固装置对有砟道床作用效应及质量状态影响研究

人工捣固作业是实现小区段线路日常养护维修的重要方式之一,可有效改善轨道几何形位、缓和线路不平顺、保证列车运行安全性。然而目前人工捣固装置进行养护维修作业主要依赖现场工人的工程实践经验,缺乏相关理论研究。为研究有砟道床人工捣固装置作业工作机理,借助离散元素法(DEM)-多体动力学(MBD)耦合方法,建立人工捣固装置-轨枕-有砟道床耦合仿真模型,并在现场开展人工捣固作业前后横向阻力试验,验证了模型的可靠性,分析人工捣固作业对道砟颗粒接触力及道床密实度的影响。结果表明：人工捣固作业会使道床横向阻力降低19.51%,道床横向稳定性减弱;捣入阶段会使道砟间接触力分布发生明显变化,其中,水平平面接触力分布由近似圆形向椭圆形变化分布,纵向平面接触力则由半圆形向花束形变化分布,颗粒间接触关系不断变化,逐步建立新的稳定传递关系;捣固作业会使道砟颗粒受迫运动,使枕盒及砟肩处密实度降低。因此,在人工进行捣固作业后应及时补填枕盒处道砟颗粒,并对砟肩处道砟进行拍实。