30 t轴重60 kg/m钢轨18号重载道岔设计

随着国内客运专线的大规模建设,重载运输也必将得到普遍的推广使用。根据30 t大轴重的特殊要求,结合山西中南部重载铁路的使用条件,在大秦线经过大量现场调研,研究开发了专用的重载道岔产品,从道岔平面、结构设计、轨下基础及转换设备等各个方面,有针对性地进行研究,分别从尖轨尖端加厚、辙叉采用多种合金钢钢轨组合型式、护轨采用新型轨撑垫板结构、岔枕采用预埋铁座联结方式等方面进行设计创新。并在既有线上道试验,目前使用状况良好,根据测试结果反馈的问题,优化了道岔结构及材料性能指标,从而建立了国内重载道岔技术体系。     

山西中南部铁路30t轴重75kg/m钢轨重载道岔设计研究

30 t轴重重载运输是货物运输的主要发展方向之一。结合山西中南部铁路的建设,前期研究开发了30 t轴重60 kg/m钢轨12号、18号重载道岔,经在既有线上道试验,总体使用效果良好。但根据目前的相关技术标准,30 t轴重重载线路应使用75 kg/m钢轨,为此有必要研究开发75 kg/m钢轨重载道岔。简要介绍75 kg/m钢轨12号、18号重载道岔的研究设计,包括平面线型及结构设计,通过增大导曲线半径、尖轨加宽技术,设置轨撑、采用镶嵌式合金钢组合辙叉和高锰钢组合辙叉(爆炸硬化)等优化道岔结构设计,经动力学仿真分析研究表明:75 kg/m钢轨重载道岔的结构部件位移及加速度均低于标准限值,并且能够满足行车安全性要求。     

重载铁路道岔关键技术研究与应用

我国重载铁路道岔核心部件伤损频繁且发展迅速,威胁行车安全并影响运输效率,导致运维成本高昂。研发重载铁路系列道岔的过程中,首次提出增大道岔导曲线相离值、"直曲组合型"曲线尖轨、刨切基本轨加厚尖轨、优化辙叉结构、加宽辙叉心轨、采用岔枕带预埋铁座的弹条分开式扣件系统等多项优化措施。通过在大秦铁路、朔黄铁路和浩吉铁路等项目的试用及推广实践证明,重载铁路道岔整体强度较高,可有效降低养护维修工作量,能够达到直尖轨通过总重4亿t、曲尖轨1亿t、固定型辙叉3亿t、可动心轨辙叉7亿t的预期目标。     

朔黄铁路无缝道岔纵向力分析与应用

朔黄铁路道岔采用75 kg/m钢轨12号单开道岔,无缝道岔采用半焊式,侧线未进行焊接或冻结,道岔转辙器部位是无缝道岔结构受力最不利的部位,道岔基本轨承受纵向力较大,且尖轨易产生爬行。为分析无缝道岔在温度力作用下的受力和变形规律,指导现场维修和管理作业,采用三节点力学模型和二次松弛法对无缝道岔温度力和变形进行了分析,并结合线路实际问题,对重载铁路无缝道岔提出改进和加强建议。     

新型重载道岔研制

重载道岔是重载铁路的关键设备,也是线路的薄弱环节,其尖轨、辙叉心轨的寿命是影响重载道岔寿命的决定因素。针对既有重载道岔调研情况,研究近年来我国重载道岔关键部件(尖轨、辙叉)的结构改进技术方案,并且结合上道试用验证。实际效果证明,改进后的方案能够适应我国重载铁路"大轴重、高密度和超大运量"的使用要求,且大大延长了主要部件的寿命,提高了重载铁路运能,减少了养护维修工作量。     

悬挂式单轨道岔结构选型与系统设计

研究目的:悬挂式单轨作为一种中低运量交通制式,在中小城市轨道交通及景区观光线路中具有明显的优势。在总结国外悬挂式单轨交通应用的基础上,对悬挂式单轨道岔结构类型、结构特点进行对比分析,提出了我国悬挂式单轨道岔结构选型建议;结合悬挂式单轨交通特点,提出悬挂式单轨道岔结构系统设计建议。研究结论:(1)悬挂式单轨道岔可采用可动心辙叉道岔,道岔侧股采用单圆曲线线型;(2)悬挂式单轨道岔结构设计应系统考虑道岔线型、道岔梁结构设计、道岔转辙系统设计、道岔梁支座及供电轨等接口设计、运营维护设计等因素;(3)为了提高维修维护效率、减小维修维护工作量,降低后期运营风险,建议设置道岔运维监测系统;(4)该研究成果可为悬挂式单轨道岔系统设计提供参考。     

重载铁路道岔的垫板制造工艺研究

垫板作为道岔结构的关键组成部分,主要固定钢轨件及高锰钢叉心的位置,并且承受车轮传递给钢轨的压力。由于设置位置及构造要求不同,垫板有许多种类。文章分析了30 t轴重重载铁路道岔垫板及零件的结构特点、制造工艺。根据传统垫板的特点,研究开发了专用重载道岔的垫板工装、组焊胎型。针对30 t轴重的重载轨道结构以及一些关键参数对重载轨道结构动力的影响规律,通过对垫板总长度、宽度、厚度极限偏差的确定,垫板底面平面度、机加工表面粗糙度、承轨槽平面度的确定,经现场试制、试铺和审核,研制设计出高品质的道岔垫板。为进一步提高垫板加工精度,通过优化垫板胎型的结构,提高垫板组焊胎的精度,使之完全达到行业技术标准,现已推广使用。     

重载道岔技术现状与发展

论述国内外重载道岔技术发展现状,总结我国重载道岔取得的研究成果和存在问题.阐述我国研制重载道岔遵循的技术原则和12号、18号道岔采用的核心技术,以及延长其使用寿命的实践效果.通过重载道岔关键技术运营实践,展望我国重载道岔技术发展,提出重载道岔应优先采用“半直半曲型”曲线尖轨技术、尖轨加宽技术、心轨加宽技术、高锰钢叉心爆炸硬化技术以延长其使用寿命.     

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。     

高速道岔关键技术试验研究

对岔区轨道刚度合理取值及均匀化技术、尖轨降低值优化技术、转辙器运动学轨距优化技术、侧线线型设计技术对动车组高速直、侧向过岔平稳性的影响进行了试验研究。研究结论如下:为保证旅客乘坐舒适性,必须结合采用的扣件特点选择合适的岔区轨道刚度,刚度均匀化在理论上可以实现,实际上受施工质量以及道岔精调状态等因素影响;尖轨相对于基本轨的降低值决定了轮轨垂直力在尖轨和基本轨间的过渡范围及过渡比例,并直接影响列车过岔平稳性,降低值过大会严重影响道岔平顺性及降低行车平稳性;是否采用运动学轨距优化技术对道岔平顺性无显著影响,客专线道岔不采用运动学轨距优化技术是有试验数据支撑的;动车组侧向通过42号和62号道岔的车体水平加速度实测最大值小于1.5m/s2,符合技术条件要求,和设计预期一致。     

时速400 km高速道岔设计关键技术

高速道岔因其自身固有的结构不平顺,在轮载过渡时存在剧烈的轮轨动力冲击作用。随着高速列车运行速度的提升,动态轮轨冲击效应进一步加剧。目前,最高时速350 km的高速道岔结构体系已形成,随着时速400 km以上高速铁路的建设,亟需开展既有高速道岔的适应性研究。在评估18号道岔对时速400 km高速列车的适应性基础上,从轮轨关系、无缝化设计等方面,对时速400 km高速道岔的结构设计关键技术进行探讨,提出在设计时速400 km高速道岔时,可通过合理设置心轨降低值、抬高翼轨、优化基本轨廓形等技术,改善轮轨相互作用;通过转辙器跟端限位器优化、采用新型钩型锁闭机构,进一步实现高速道岔无缝化,满足跨区间无缝线路要求,优化了行车条件,保障了线路平顺性,可为相关高速道岔设计提供参考。     

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。     

城市轨道交通7号单开道岔结构优化与设计

城市轨道交通7号单开道岔主要铺设在站场,在车辆出库、入库时使用。在城市中站场占地较大,一旦建设完成就很难扩建,因此7号道岔的设计要跟主流线型的长度保持一致,以方便更换和维修。根据现场调研发现图号SC319及其同线型图号的道岔使用量最大,因此本设计在SC319前长、后长、总长不变的基础上设计多种线型优化方案,并通过动力学建模仿真分析列车过岔时的力学性能,选出最优线型进行结构设计。在设计过程中借鉴了重载铁路道岔和高速铁路道岔的设计经验,如:用刨切基本轨加宽曲尖轨的技术延长其耐磨性和使用寿命;在尖轨根端采用弹性可弯结构取代以往根端活接头式结构,减少尖轨根端病害;针对现场辙叉易掉块不耐磨的特点设计更优异性能的合金钢辙叉;设计了常规混凝土岔枕和复合材料岔枕,为城市轨道交通岔区轨下基础提供多种可选方案。     

咽喉区道岔病害成因分析及整治措施研究

为了解决咽喉区道岔轨枕立螺栓折断,道岔轨件磨耗伤损发展较快,滑床板磨耗、开焊,轨下胶垫压溃、变形、窜动,几何尺寸难以保持等问题,分析总结了道岔病害的成因特点及发展规律,通过加大道岔综合维修力度、抓好道岔专项整治、提升道岔结构强度、增强道岔框架稳定性等方法,对黄骅港站相关道岔病害进行了综合整治。研究表明,通过安装整体式轨距杆、多功能防爬装置、通长轨撑铁垫板、热塑性橡胶垫板,周期性涂抹干式润滑剂,安装重型扣件,使用心轨加宽型重载辙叉等措施,有效降低了咽喉区道岔设备病害的发生频次,将咽喉区道岔维修周期从10 d延长至25 d以上,每年节约人力2000工日以上,节约成本400万元以上;道岔尖轨、基本轨、钢轨使用寿命延长3至6个月,道岔轨件成本节约450万元以上。     

国外高速铁路的道岔设计

目前,高速道岔技术比较成熟的国家有德国、法国和日本。这三个国家的铁路运输组织方式、机车车辆的动力学性能不同,其使用的道岔各具特色。德国道岔设计轴重19t,法国和日本为17t;大号码道岔侧向线型方面德国和法国分别采用缓圆缓线型和圆缓线型,日本则采用复合圆曲线线型;道岔尖轨基本上都采用特种断面钢轨加工制造,德国道岔心轨尖端为整体结构,法国道岔心轨采用双肢弹性可弯、高锰钢铸造翼轨结构,日本采用高锰钢整铸框架式翼轨,长短心轨也采用高锰钢铸造;德国道岔主要使用VOSSLOH弹条扣件,法国采用Nabla弹片式扣件,日本采用刚性扣件;德国道岔采用多机多点牵引方式,日本和法国则采用一机多点牵引方式。     

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...     

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。     

1676 mm轨距60 kg/m钢轨8.5号宽轨单开道岔研制

1 676 mm轨距60 kg/m钢轨8.5号宽轨单开道岔，是国内首次开发和应用的宽轨道岔，应用于昆明铁建装备厂内试验线。介绍了该道岔设计参数的选取和结构特点，并检算了道岔的安全参数和辙叉及护轨各部间隔。转辙器采用弹性可弯尖轨，转换设备按内锁闭装置设计，采用手动扳道器扳动，尖轨跟端设置限位器结构。辙叉采用钢轨组合辙叉，护轨选用33 kg/m槽型护轨。道岔采用Ⅲ型弹条分开式扣件，滑床板和护轨垫板处基本轨内侧台板刚性扣压，外侧采用弹条扣压。     

提速道岔转换力计算机模拟研究

建立了道岔区轨道结构空间双层弹性叠合交叉梁系力学模型,并着重以60 kg/m钢轨12号可动心轨提速道岔(混凝土岔枕)为例,对道岔转换力计算进行了计算机模拟。     

动车运用所内9号道岔侧向通过性能研究

为改善动车运用所9号道岔侧向通过性能,分析50 kg/m钢轨9号道岔结构特点,根据钢轨表面光带特点分析轮轨接触特征,确定轮轨型面匹配的优化目标,设计道岔区曲基本轨廓形。基于多体动力学理论建立动车组-道岔动力学模型,计算动车组通过9号道岔时的动力学响应,分析钢轨廓形对道岔区侧向动力学性能的影响。结果表明,动车组通过9号道岔侧向时在大幅值转辙角作用下轮缘参与导向,轮对形成较大冲角冲击尖轨轨肩,产生较大轮轨横向力和轮缘磨耗指数。以预导向理念优化钢轨廓形,增加轮径差改变轮对运动轨迹,轮对预先向曲基本轨侧偏移,形成反向轮对横移,使轮缘接触尖轨的位置后移0.33 m,轮轨接触特征发生改变,轮轨横向力和轮缘磨耗指数分别降低9.3%、16%,安全性指标脱轨系数也有所改善,提高了道岔侧向通过性能。通过钢轨打磨实现优化廓形,钢轨表面实际光带分布符合实际预期,改善轮轨接触状态。