27t及以下轴重混编列车纵向车钩力试验研究

为研究掌握既有线开行27t及以下轴重混编列车的技术性能,中国铁路总公司在山西中南部铁路通道组织了"既有线开行27t及以下轴重混编列车综合试验"。通过分析试验列车在紧急制动、常用全制动以及长大下坡道调速制动工况下的纵向车钩力及其变化规律,研究混编列车的车钩力特性,为既有线开行27t轴重混编列车提供技术支持。分析认为:在各种装载和编组条件下,试验中混编列车最大拉钩力913kN,最大压钩力1194kN,超过1 000kN的车钩力只出现过一次。由于参试的27t轴重货车制动率明显小于既有通用货车,使得混编列车紧急制动时可能出现较大的拉钩力。     

提高货车动力学试验性能的建议

为适应铁路运输提速重载的需要,新造货车从2003年起全部装用转K2、转K4和转K6型等提速转向架,既有货车也开始相应的提速改造,以使车辆达到120 km/h商业运行速度的要求。为保证运行安全,所有提速车型必须通过动力学试验和相关审查论证后方可投入批量生产。根据GB/T 5599—1985《     

27 t及以上轴重系列重载道岔转换设备研究

27 t、30 t轴重系列重载道岔的研制对道岔转换设备提出了更高要求,因此同步开展重载道岔转换设备系统研究,研制了27 t及以上轴重系列重载道岔转换设备,根据动力学测试、有限元建模仿真及多条重载线路使用情况,新研制的重载道岔转换设备满足保证运营列车安全、平稳运行的要求。     

75kg/m钢轨12号单开道岔30t轴重货车动力学试验研究

朔黄铁路轴重30 t货车提速试验中对既有75 kg/m钢轨12号单开道岔进行了动态测试,测试内容包括安全性参数、受力、变形和振动,以评估开行30 t重载提速列车对道岔安全性的影响。分析结果表明:重载列车提速会加剧道岔的病害发展,导致使用性能下降,影响运输组织,增加工务养护维修的强度和频度,并针对开行30 t轴重重载列车提出了建议。     

基于27t轴重平车的混凝土梁转向架设计研究

随着我国铁路货运重载技术的发展,货车轴重不断提高,27 t轴重的NX80型平车已完成研制和动力学性能试验.同时速度160 km/h和200 km/h的新线建设和既有线改造所需32.6 m预应力混凝土 T型梁质量提升至148 t,既有的桥梁转向架承载能力不足,亟需研究基于27 t轴重平车的预应力混凝土梁转向架以满足运输需...     

30 t轴重专用敞车技术研究

为研发我国30t轴重重载货车,满足晋中南运煤通道等线路的重载运输发展需要,按照铁道部科技研究开发计划项目《30吨轴重专用敞车技术研究》的要求,在总结我国既有重载提速货车技术基础上,借鉴出口大轴重货车成熟技术及运用经验,完成30t轴重专用敞车及关键技术研究.     

23 t轴重货车条件下铁路路桥过渡段动力性能分析

对锦赤(锦州—赤峰)铁路朝阳北至锦州段铁路路桥过渡段进行23 t轴重货车条件下实车运行测试,分析货物试验列车以不同速度通过时路桥过渡段的受力、变形以及振动特性,评价23 t轴重货车条件下铁路路桥过渡段动力性能的工程适应性和设计合理性,为其养护维修提供基础数据。测试结果表明:该路桥过渡段的各项动力性能参数均满足相关规范的限值要求,其动力性能满足货物列车以80 km/h运行时的安全性要求。     

30t轴重下朔黄铁路轨道结构强化技术试验研究

本文针对朔黄铁路开行30t轴重货车时既有轨道的适应性与强化措施等问题,进行了系统的理论与试验研究。采用动力仿真分析与30t轴重货车实车试验相结合的方法,分析30t轴重下轨道结构的适应性。朔黄铁路既有轨道结构能满足大轴重货车近期少量开行的要求,但大轴重货车作用于轨道的动态荷载会明显增加,既有轨道结构面临轨道部件伤损增加、疲劳寿命缩短、小半径曲线稳定性储备不足等问题。根据30t轴重下轨道结构荷载特点,有针对性地开展轨道结构强化措施的研究,重点开展SH-Ⅰ型重载轨枕与SH-Ⅰ型重载扣件、小半径强化措施、75kg/m钢轨移动闪光焊技术、直线钢轨打磨廓面、重载道岔的研发等工作,各强化措施均已在朔黄铁路实施。对朔黄铁路既有轨道结构的强化改造,可全面提升轨道结构等级,能满足30t轴重货车的运营要求。     

重载货车转向架非线性干摩擦力等效线性化及在车桥耦合中的应用

采用基于振动周期内平均功率相等的描述函数法,对重载货车转向架的非线性干摩擦力进行等效线性化,即将斜楔与摇枕间的垂向和横向非线性摩擦力线性等效为垂向和横向线性阻尼力,将旁承和心盘处的回转摩擦阻力矩线性等效为同转摩擦阻尼力,进而建立重载货车的等效线性动力学模型.以C80型重载货车为例,分别采用给出的等效线性动力学模型和非线性动力学模型进行重载货车动力学仿真计算.结果表明:等效线性动力学模型虽然小幅度增大了车体的垂向和横向平稳性指标、轮轨横向作用力、脱轨系数和轮重减载率,但是仍在GB/T 5599-1985标准范围内,满足其各项评价指标要求,验证了用描述函数法对非线性干摩擦力等效线性化的正确性和合理性;说明基于描述函数法的重载货车等效线性动力学模型可以替代复杂的非线性动力学模型进行重载货车通过既有桥梁的车桥耦合动力响应分析,为重载货车的非线性悬挂系统参数优化和车桥耦合动力学性能分析提供了新的有效途径.     

27t轴重混编货车作用下既有线钢筋混凝土梁受力特性试验研究

我国研究发展27 t轴重通用货车意义重大,不但可满足铁路货运发展的迫切需要,还能使我国铁路货运全面达到国际重载要求。通过在京广线试验区段内选择跨度3.4,6.7,13.06 m钢筋混凝土梁进行实车试验,获得了27 t轴重货车不同装载等级、不同速度级工况下梁体的钢筋应力、混凝土应力、挠度和挠度动力系数,以及应力和挠度与货车邻轴距的关系等实测数据。初步掌握了27 t轴重货车对小跨度钢筋混凝土梁的作用特征,为27 t轴重货车在既有线的试运行提供了技术支撑。针对试验过程中发现的问题和既有线桥涵实际情况,提出了既有线开行27 t轴重货车时需开展的工作建议。     

重载铁路跨度12m钢筋混凝土简支T梁静动力适应性分析与试验研究

我国快速发展的经济对铁路运输能力的要求不断提高,既有铁路重载扩能运输改造进程不断推进,随之提高的列车轴重必然会降低既有铁路桥梁的活载储备量,从而导致T梁的整体刚度和耐久性下降。通过对不同跨径桥梁活载储备量的计算分析,进而选取跨度12 m混凝土T梁作为研究对象进行静力适应性分析,对梁体跨中截面主筋应力、梁体跨中截面上翼缘混凝土压应力及梁体跨中底板裂缝宽度进行检算;并且建立动力有限元模型,分析不同列车荷载作用对跨中横向加速度及横向振幅的影响规律,并与试验实测结果进行对比分析。研究结果表明:在270 k N和300 k N轴重重载列车作用下,梁体受拉钢筋最底部主筋应力均超过容许值;结构动力响应随着车辆轴重增大而增大; 12 m跨低高度简支钢筋混凝土梁横向动力适应性优于普通高度简支梁,两者均满足开行大轴重重载货车要求。     

朔黄铁路重载扩能的路基强度评估

采用轻型动力触探N10试验、地基系数K30试验和弹性波探测等对朔黄重载铁路两个过渡段路基进行加固前后路基状态的检测,结合轴重分别为25t、27t、30t,行车速度分别为80km/h、100km/h共6种不同扩能方案,进行路基动力响应的有限元模拟和拟静力分析,对朔黄铁路重载扩能的路基强度条件进行评估。结果表明,加固前过渡段路基强度和承载力较低,不满足朔黄铁路进一步重载扩能的要求。采用斜向高压旋喷桩加固强化后,路基强度明显提高,加固后的朔黄铁路路基强度能够满足轴重27t、速度100km/h的行车要求,但尚不具备开行30t轴重重载列车的条件。     

27t轴重通用货车应用下调车场连挂区调速控制研究

27 t轴重通用货车的应用给调车场连挂区调速控制提出了新问题。分析27 t轴重通用货车单位基本阻力更小、溜放动能更大等特点,减速顶对27 t轴重通用货车制动功的减小、临界制动速度的上浮等特性,以及与既有货车混合应用后超速连挂风险的增加、调速控制复杂性的增大等问题。通过模型建立、参数标定及仿真计算,得到减速顶对27 t轴重通用货车制动功的减幅及临界制动速度的漂移量。为解决27 t轴重与既有货车混合应用下调车场连挂区调速控制问题,提出3种调速控制方案,仿真计算显示,在满足27 t轴重通用货车调速控制、难行车不利溜放、最短溜放距离等约束下,增加布顶与调整坡度相结合的方案最优。     

重载条件下驼峰调速制式的研究

本文进行27t轴重货车驼峰试验,发现重载条件下编组站驼峰存在制动能力不足的问题,将导致驼峰的效率和安全性都有所降低。为适应重载运输需求,对驼峰改造提出两个方案:分别在各制动位增加调速设备能力;集中在调车线内增设四部位减速器。本文就两种方案进行研究探讨,分析其优势和不足,选取典型站场的实际运行数据进行间接验证,重点通过构建仿真测试平台模拟两种方案在27t轴重条件下的溜放作业过程。研究结果表明:方案2在溜放作业效率和安全两方面都比方案1有较大提高。     

重载铁路货车结构强度考核标准中纵向力取值的研究

在对比分析国内外重载铁路货车结构强度考核既有标准中纵向力值的基础上,选取大秦线、神华铁路、京广铁路和晋中南通道25,27和30t轴重货车重载综合试验数据,采用概率统计的方法分析列车运行中车辆纵向力的分布;根据在驼峰编组场的调研以及27和30t轴重货车冲击试验,分析驼峰溜放调车时车辆间的最大冲击力。在此基础上,结合我国铁路现行的大轴重货车技术条件以及《铁路主要技术政策》,将重载铁路货车分为专用货车和通用货车,明确第1和第2工况的定义,针对这2种货车和2种工况提出重载铁路货车结构强度考核标准中纵向力取值的建议方案。对于专用货车,第1工况下的纵向拉伸力和压缩力分别取2 000和2 250kN,第2工况下的纵向压缩力取3 400kN;对于通用货车,第1工况下的纵向拉伸力和压缩力分别取1 780和1 920kN,第2工况下的纵向压缩力取3 100kN;冲击速度取10km·h-1。     

既有线开行 27t 轴重货车减速顶调速系统的分析

随着我国重载运煤通道建设和客货分线的实现,车辆大型化、轴重逐步提高是我国铁路车辆的发展方向,也是重载运输的必由之路.通过对重载货车的简要介绍、减速顶调速系统设计和减速顶调速设备的研究,分析开行27t轴重货车对既有编组站减速顶调速系统的影响,并提出了相应解决措施,从而适应重载车辆的溜行要求.     

基于纵向冲动的混编货物列车编组方案研究

考虑缓冲器内部斜楔结构的动、静摩擦状态转换以及车体底架结构的缓冲效应,对货车用缓冲器阻抗特性的计算方法进行改进,并在此基础上利用MATLAB软件建立21,23和27t轴重混编货物列车的纵向动力学模型,计算和分析不同空车比例及位置、不同轴重及载重、不同车型的混编模式对列车各车辆间纵向冲动的影响;研究有利于减小列车纵向冲动、降低空车脱轨概率的混编列车编组方案。结果表明:在空、重车混编时,应控制编入空车的数量,且尽量将空车集中置于列车的尾部,且要避开全重列车最大压钩力附近的车位;在有不同轴重及载重的车辆混编时,应将较重的车辆置于列车前部,较轻的车辆置于列车后部,并尽可能地按车辆重量递减依次编入;在用不同车型的车辆混编时,应避免将车体刚度较小的平车和罐车置于列车中部。     

重载货车轴重与速度匹配关系研究

基于重载货车轨道耦合动力学模型,采用机车车辆与线路最佳匹配设计方法,进行货车轴重与速度的匹配研究.结果表明:25,27,30和40t轴重重载货车容许通过轨道低接头的速度应分别小于110,100,90和60km·h-1;40t轴重重载货车以60km·h-1速度在直线线路上运行时,其轮轨垂向力为249.6kN,非常接近英国铁路250kN轮轨垂向力的限值;在我国现有以60kg·m-1轨为主的干线铁路上开行30和40t轴重重载货车,对轨道结构的破坏比现有低轴重货车严重得多,但开行27t轴重重载货车是可行的;40t轴重重载货车在600m半径的曲线轨道上以40～120km·h-1速度运行时,轮轨垂向力最大值超过了英国铁路的250kN轮轨垂向力限值,轮轨横向力最大值非常接近我国《铁道车辆动力学性能评定及试验鉴定规范》所规定的77.80kN容许限值,另外轮轨磨耗功非常大,因此40t轴重重载货车还不能直接应用于我国现有60kg·m-1钢轨的轨道.     

25 t轴重重载货车车轮强度分析

根据UIC和欧洲EN的有关标准确定车轮的机械载荷及载荷工况,考虑到轮轴过盈配合,计算了25 t轴重重载货车磨耗到限车轮的应力,并对该车轮进行了静强度和疲劳强度评定。计算结果表明,在机械载荷作用下,25 t轴重重载货车磨耗到限车轮的静强度和疲劳强度均满足设计要求。     

铁路货车动力学性能试验标准对比

随着我国铁路货车提速，机车车辆动力学性能评定和试验鉴定需使用改进的试验方法，以提高试验质量。对比GB/T 5599—1985 《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》与GB/T5599—2019《机车车辆动力学性能评定及试验鉴定规范》的异同点，从试验条件、评定指标和测试数据处理等方面，将动力学性能试验数据分别按照2个标准中的试验方法进行数据处理，对处理后的结果进行对比分析，包括运行稳定性、运行品质、运行平稳性对比分析，并对货车动力学性能试验提出建议。