高速铁路道岔钢轨材质及强度等级选用研究

针对高速铁路道岔关键部件使用中存在磨耗快、出现剥离掉块等问题,通过对钢轨材质性能对比及配套技术研究,再综合考虑道岔使用情况,尤其参考新铁德奥350HT在线热处理钢轨道岔使用情况的基础上,为了进一步延长道岔使用寿命,简化道岔生产,便于现场更换,提出高速铁路道岔用轨选用建议:全部采用在线热处理钢轨(U71MnH G或U75VHG)制造高速铁路用道岔,包括道岔基本轨、尖轨、心轨、翼轨和导轨。同时建议尖轨、心轨的跟端锻造热处理要采用电感应加热、轨头喷风冷却的锻后热处理工艺,岔区铝热焊剂的选用要与在线热处理钢轨硬度相配套。     

75kg/m钢轨12号重载道岔服役性能优化分析

应用有限元方法,针对尖轨侧磨、间隔铁处钢轨压溃、轨底坡设置的不同工况建立三维弹性轮轨接触模型进行轮轨接触应力计算分析,揭示了病害产生的主要机理,并提出改善重载道岔服役性能的优化方案.结果表明:轴重大、轮轨作用力大、尖轨承载能力偏弱是重载铁路道岔尖轨侧磨严重的根本原因;间隔铁处的轨道刚度偏大和间隔铁与轨头下颚紧密接触对钢...     

贝氏体钢轨在道岔中的应用与加工研究

对贝氏体钢轨组织及性能的稳定性等进行了全面的分析,重点对贝氏体钢轨的化学成分、机械性能、金相组织、氢氧含量、拉伸及冲击、硬度和实物疲劳方面进行研究,对高强度低碳贝氏体钢尖轨的跟端锻造、热处理方法等关键的工艺过程进行了研究。通过对同蒲和大秦重载线上道的试验结果证明,贝氏体钢尖轨轨头各项性能指标明显优于珠光体钢尖轨,贝氏体钢尖轨的使用寿命比原来铺设的珠光体钢尖轨提高3倍。由此可见,贝氏体尖轨是道岔尖轨的发展方向。     

40t轴重68kg/m钢轨18号道岔设计

提出了适用于40 t轴重铁路18号道岔的设计原则与技术指标。新型重载铁路道岔采用68 kg/m钢轨制造,道岔全长69 m,前长31 729 mm,后长37 971 mm。平面线型采用相离量24 mm、半径1 100 m的单圆曲线,仿真分析显示该线型动力学性能良好,曲线尖轨具有较好的耐磨性能;尖轨采用60AT1钢轨制造,曲线尖轨为"直曲组合型",直线段长度7 276 mm,直曲尖轨采用刨切基本轨加厚尖轨技术。辙叉采用可动心轨辙叉,翼轨采用TY钢轨、心轨采用60AT1钢轨制造,直向不设护轨,侧向增设一段护轨,用于保护叉跟尖轨的薄弱断面;尖轨、长心轨、翼轨通过锻压与68 kg/m钢轨顺接。     

客运专线道岔尖轨矫直残余应力研究

采用三维弹塑性有限单元法,建立尖轨矫直有限元计算模型,研究客运专线道岔尖轨矫直过程中加载量及加载支距对尖轨纵向残余应力、横向残余应力和Mises残余应力的影响。结果表明,尖轨矫直时中间横截面的纵向残余应力、横向残余应力和Mises残余应力分布规律在不同加载量和不同加载支距下基本相同,且随加载量的增加而增加,随加载支距的增加而减小。尖轨轨底的残余应力较轨头和轨腰残余应力大,纵向残余应力远大于横向残余应力,减小纵向残余应力是减小尖轨矫直残余应力的关键因素。研究结果为改进尖轨矫直工艺,减小尖轨矫直残余应力提供理论依据。     

面向大数据分析的道岔轨件磨耗统计方法

道岔尖轨、辙叉等轨件的特征断面与区间钢轨的特征断面有明显区别，依据传统的轨件垂直磨耗和侧面磨耗统计方法很难全面地反映全轨头断面的磨耗情况。为解决这一问题，本文提出了径向磨耗的概念，即沿钢轨轨头设计廓形法向的磨耗。通过计算径向磨耗，可得到钢轨轨头各个位置的磨耗量；利用动力学分析结果，分析廓形改变与伤损之间的联系；计算问题轨件的径向磨耗，绘制径向磨耗图并总结其特点，可有效、直观地把理论与现场使用情况联系起来。未来在大数据采集基础上，可利用径向磨耗图对道岔区轨件养护维修提供指导意见。     

时速350km客运专线铁路60kg/m钢轨42号单开道岔的制造

介绍时速350 km客运专线铁路用60 kg/m钢轨42号单开道岔(有砟)主要零件的制造工艺,它是我国目前制造、上道铺设的号码最大的高速道岔。为保证道岔制造精度,对长大轨件加工工艺、垫板平面度、长大轨件吊装变形等制造的难点进行了工艺攻关,对基本轨、尖轨、翼轨、心轨加工工艺进行了总结。     

转辙器部分轮轨接触应力分析

以客运专线18号道岔为例,选取磨耗型踏面车轮,建立弹性基底约束条件下的道岔区转辙器部分轮轨接触计算模型,对尖轨轨头顶宽20~50 mm范围内轮载过渡区,尖轨及基本轨的轮轨接触应力进行了较为详细的分析。     

时速350km客运专线铁路可动心轨辙叉单开道岔的结构设计

介绍了国内外高速道岔发展概况,吸收国外高速道岔的先进设计理念,结合时速250 km客运专线18号道岔的铺设、运营情况,自主研发了时速350 km 18号可动心轨辙叉单开道岔,通过理论分析、系统设计、结构比选,对道岔主要尺寸进行了确定。并进一步对转辙器部分尖轨型式、尖轨跟端结构、防跳限位装置等结构进行阐述;对可动心轨辙叉部分翼轨断面、长短心轨拼接方式、护轨及护轨垫板、防跳卡铁、间隔铁等零部件所进行的特殊设计做了详细说明。     

基本轨和尖轨匹配廓形扫描的可行性分析

针对道岔产品外形轮廓质量检验,分析使用Miniprof轮廓仪对基本轨和尖轨匹配廓形匹配进行测量的思路和过程。通过制作基本轨和尖轨匹配廓形的基准廓形,并将所测量廓形与基准廓形进行对比,验证轮廓仪扫描测量方式的可行性。结果表明,利用Miniprof轮廓仪,可以获得完整的断面处基本轨和尖轨匹配廓形。     

曲线尖轨踏面伤损原因分析北大核心

为了研究伤损曲线尖轨轨头宽15 mm断面处踏面连续掉块的原因,对其进行断口宏观形貌观察、金相分析、非金属夹杂物检测、化学成分分析、淬火层形貌观察及硬度分布检测。结果表明:在距轨顶面约3.5~6.0 mm处存在较粗大夹杂物是引起尖轨内部起裂的主要原因;曲线尖轨使用过程中,在轮轨接触应力的作用下,在踏面次表层粗大夹杂物处萌生纵向疲劳裂纹,降低了尖轨的承载能力,最终导致尖轨连续掉块。为防止该类伤损发生,应提高钢轨钢的纯净度,加强钢轨钢冶金质量的控制和检验,减小钢中非金属夹杂物的数量和尺寸,尤其应控制道岔尖轨小尺寸断面的冶金质量。     

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。     

客运专线道岔AT钢轨选型的研究

道岔尖轨和可动心轨用矮型特种断面钢轨（简称AT钢轨）加工制造。配合CHN60钢轨,AT钢轨断面可有不同的选择。通过对国内外AT钢轨基本参数和使用情况的分析,依据道岔结构的要求,认为中国客运专线道岔用AT钢轨应该在CHN60AT钢轨、Zul-60钢轨和60D钢轨中选择。对采用3种AT钢轨制造的尖轨的结构特点、强度、转换阻力以及不足位移等因素进行综合比选分析,并结合其他方面的要求及相关的技术标准,最终提出采用60D钢轨作为我国客运专线道岔AT钢轨的建议。在胶济线胶州北站的综合试验结果表明：采用60D钢轨制造的尖轨与CHN60钢轨的配合良好,转换阻力小于转辙机牵引力,且有较高的强度储备。     

液压尖轨调整器及其在提速道岔尖轨整直作业中的运用

提速道岔尖轨与基本轨之间需密贴紧靠，其间隙不得超过1mm，以确保行车安全。但因尖轨在刨切过程中受力不均匀，刨切量大小不等或因运输冲击、安装不良等诸多原因，道岔铺设投入使用后，易造成尖轨刨切部分局部硬弯(出现弯折点)，使基本轨与尖轨间隙超标。普通液压直轨器由于受其本身结构的限制，只能对基本轨的局部硬弯进行调直，而无法对尖轨刨切部分进行较正、整治。当尖轨发生弯曲时，现场只能将尖轨拆下，用人工方法进行校直，劳动强度大、效率低。随着提速道岔在我段管区正线上的全面铺设，这一现象已十分突出。为此．我段与苏州铁路机械学校于1997年10月开始，联合研制开发了“YTJG-200型液压尖轨调整器”，以整治提速道岔尖轨刨切部分硬弯。     

高速铁路道岔钢轨磨耗发展规律的试验研究

既有区间线路及道岔钢轨磨耗研究多采用仿真计算和理论分析的方法,岔区钢轨磨耗测试工作较为零散,缺乏时间上的连续性。针对此不足,以沪宁(上海—南京)城际高速铁路镇江站11#道岔作为研究对象,采用MiniProf钢轨廓形测试设备,对转辙器区特征断面尖轨和基本轨的型面及磨耗情况进行长期跟踪测试,探究高速道岔钢轨磨耗的分布和发展规律。研究结果表明:尖轨和基本轨磨耗发展呈现逐渐收敛的趋势;基本轨垂向磨耗在轮载过渡区前后较大,在轮载过渡区相对较小,直尖轨垂向磨耗比曲尖轨更严重;曲尖轨侧向磨耗明显大于直尖轨,在轮载过渡区前侧向磨耗较小,轮载过渡区侧向磨耗明显,基本轨侧向磨耗主要集中在尖轨前端及岔前区域,直基本轨侧向磨耗比曲基本轨更严重。试验结果可为磨耗仿真研究提供试验验证,同时可为高速道岔的养护维修提供科学指导。     

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—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—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     

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。     

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。     

高速道岔尖轨磨耗规律及对动力学性能的影响

研究目的:针对高速道岔尖轨的磨耗问题,目前高速铁路养护维修部门通过钢轨打磨、调整几何形位、更换钢轨件等措施进行定期整治,但多为基于工程经验和现场情况的被动性方法,整治效果并不显著,磨耗问题仍不断出现,无法从根本上彻底解决。因此,需要对道岔区轮轨相互作用关系进行深入研究,探明岔区钢轨磨耗的产生及发展规律,以及因磨耗引起的列车过岔动力学性能演化规律,从而有针对性地提出科学、合理的整治方法。研究结论:(1)随着道岔服役时间的增长,转辙器尖轨和基本轨的磨耗均不断加重;(2)直尖轨垂向磨耗情况较曲尖轨严重,两者垂向磨耗均是随着断面不断加宽呈现先增后减的趋势,分别在顶宽35 mm、50 mm断面位置最为严重;直、曲基本轨垂向磨耗均是随着断面的加宽总体呈减小的趋势;(3)曲尖轨侧磨情况明显较直尖轨严重,两者均是从3 mm宽断面开始呈现先增后减的趋势,直尖轨在顶宽5 mm断面位置侧磨最严重,曲尖轨在顶宽20 mm断面位置侧磨最严重;直、曲基本轨的侧磨程度基本相当且数值均较小;(4)随着尖轨磨耗程度的加剧,将会一定程度地导致轮轨动力相互作用的增大,进而提升了安全运行风险,但对车体振动加速度等舒适性指标则影响较弱;(5)本研究成果可为高速道岔设计、施工和运营维护提供一定参考。     

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。