35.7t轴重重载铁路轨道关键设计参数研究

我国面临着发展重载铁路和承担海外重载铁路的设计任务,美国、加拿大、澳大利亚等国重载铁路的轴重普遍达到35.7 t,结合海外项目,以35.7 t轴重货车为例,对此轴重条件下的轨道结构主要设计参数进行研究。轴重的提高对重载铁路轨道部件提出更高的要求。采用商业有限元软件ANSYS,建立轨道-路基系统有限元模型,主要研究钢轨类型、轨下垫板刚度、道床状态、路基基床参数对35.7 t轴重货车的轨道结构静力学特性的影响,为轴重35.7 t轨道结构的关键参数选取提供建议。     

30 t轴重重载铁路有砟轨道动力性能试验研究

在瓦日(吕梁市兴县瓦塘镇—日照港)重载铁路综合试验段开展30 t轴重实车试验,研究新型重载铁路有砟轨道结构扣件、轨枕及整体轨道结构的动力性能。研究结果表明:30 t轴重重载列车通过时,新型重载有砟轨道安全性参数均小于安全限值;弹性垫层采用TPEE材质,并提高了垫层刚度,延长了其疲劳寿命;弹条Ⅵ型扣件具有足够的横向承载能力,保持轨距的能力较好;Ⅳa型轨枕承载能力高,具有较大的安全储备且其横向位移小,具有较好的轨道结构稳定性;通过提高道床厚度降低了道床底部应力,减少了重载列车对路基的破坏;新型重载轨道结构提高了轨道结构的横向刚度,具有更好的稳定性。     

重载对铁路轨道结构破坏作用分析

重载铁路运输是国内外货物运输的方向,重载铁路由于大轴重、高密度组合列车的开行,对轨道结构的冲击力及破坏作用较大。根据国内外有关轨道力学、轮轨关系、重载轨道的研究成果,对重载铁路轨道结构的竖向、横向、纵向受力特点进行了全面分析,且根据朔黄铁路现场测试数据,就万吨列车与普通列车对轨道结构的受力影响进行了对比。对轨道结构各组成部件的相互作用力和重载运输对轨道结构破坏作用进行了重点论述,结合朔黄重载铁路工务设备养护维修的实践经验,提出了轨道结构各组成部分在加强与养护维修方面的建议与措施。     

铁路运煤专线道床脏污率标定试验线的建设及应用

朔黄铁路综合检测车安装了英国Zetica公司的道床检测系统,能够计算出基于欧美标准的道床脏污指数。为确定道床实际脏污率与脏污指数的对应关系,朔黄铁路发展有限责任公司建设了国内首条道床脏污率标定试验线。该标定试验线完全模拟朔黄重载铁路的轨道结构、路基道床结构、道砟级配、道床脏污介质的成分和质量比例。由试验结果得出了道床脏污指数和道床脏污率的对应关系,确定了运煤专线道床脏污分级标准,可用于道床质量普查评定和道床脏污发展规律研究。     

32.5t轴重货车作用下重载铁路轨道的合理刚度

针对以往轨道刚度计算方法只能得出轨下垫板静刚度的取值范围或下限值,而不能确定轨道整体刚度的问题,运用大型轮轨动力学软件NUCARS建立32.5t轴重货车—轨道系统耦合动力学模型,采用动力敏感系数分析方法,通过分析轨道结构各种部件刚度组合情况下的车辆、轨道系统动力特性,研究32.5t轴重货车作用下重载铁路轨道的合理刚度。结果表明:钢轨垂向位移、道床压力和垫板压力对垫板刚度较为敏感;轨枕垂向位移、轨枕垂向加速度、道床压力对道床刚度较为敏感;以轨道动力特性的综合效应最小为目标建立目标函数,筛选得出32.5t轴重货车作用下重载铁路轨道结构的部件刚度最优匹配方案是轨下垫板刚度为140kN·mm-1,道床刚度为150kN·mm-1;最优部件刚度匹配方案所对应的轨道结构整体刚度为82kN·mm-1。     

重载铁路路基荷载特征和路基动力响应分析

研究目的:近年来,重载铁路因其经济性较好在我国广泛建设,重载铁路路基基床承受重载列车动荷载作用较大,为了更好地分析重载铁路动荷载对路基病害诱发的影响,进一步优化重载铁路路基基床厚度结构设计,本文利用三维有限元对道砟厚度、基床表层厚度、基床表层模量、轴重等因素对重载铁路路基动应力特征和基床范围内动应力的传递分布影响进行仔细的研究。研究结论:通过数值计算和与既有重载铁路实测动应力比较分析得出以下结论:(1)路基中竖向动应力随着轴重、道床厚度、表层厚度和表层模量的变化规律为:路基基床中的竖向动应力随着轴重的增大而增大,随着道床厚度增大而减小,而基床表层模量和基床表层厚度对竖向动应力影响较小;(2)重载铁路30 t轴重相对于普通铁路23 t轴重增加约30%,而增加道床厚度可显著减小其动应力,50 cm较35 cm道床厚度各部位动应力减小约20%;(3)计算得出重载铁路路基动应力的合理数值模型和相关参数,为重载铁路路基基床厚度结构设计提供了合理的计算方法。     

重载铁路隧道内无砟轨道动力响应

研究目的:采用少维修的无砟轨道结构是重载铁路长大隧道地段的必然选择,本文通过建立车辆-轨道耦合动力学模型,对不同车速、不同轴重、不同轨道结构、不同过渡形式下的系统动力响应进行对比,以确定出最佳轨道类型和过渡段类型,进而为无砟轨道在重载铁路隧道中的设计提供理论依据。研究结论:(1)车速增加对轨下结构的振动加速度影响较大;(2)随着轴重增加,除轮重减载率以外,其他各项指标均随轴重的增加而增大,且增幅较大;(3)长枕套靴式无砟轨道道床垂向应力较小,但脱轨系数大,道床垂向位移较大;双块式无砟轨道钢轨垂向位移小,但道床垂向应力、钢轨垂向力均较大;弹性支承块式无砟轨道脱轨系数和轮重减载率较小,道床垂向应力适中,利于重载铁路环境下铺设使用;(4)将有砟与无砟过渡段设置在路基上时,车辆运行的安全性指标控制得较好,并且因冲击而产生的钢轨加速度明显减小,且扣件的支反力也明显减小;(5)本研究成果对开展重载铁路无砟轨道结构设计具有参考价值。     

客运专线轨道的平顺性和稳定性分析

本文详细介绍了客运专线铁路的特征——持久的高平顺性轨道,分别体现在路基、桥梁、道床轨道基础设施的高平顺性和稳定性以及路基、桥梁和道床轨道等组合后的平顺性和稳定性上。另外,并详细分析了为保证线路具有持久的高平顺性和稳定性而需在路基、桥隧、道床轨道基础设施以及路基、桥梁和道床轨道等各结构物组合等方面广泛采用的新技术、新结构、新材料、新工艺,及如何应用这些新技术、新结构、新材料、新工艺,从而使轨道达到持久的高平顺性,为修建优质客运专线铁路提供参考。     

重载铁路轨道结构的选择与维护

结合承钢铁路轨道结构发展状况,介绍了重载铁路轨道结构的选择,并根据路基勘测结果,确定了路基加固方案,最后介绍了重载铁路的使用与维护标准。     

重载铁路轨道技术发展方向研究

研究目的:重载铁路因其运量多、轴重大,大大加剧了轨道结构的伤损,给轨道结构提出了严格要求。本文从国内外重载铁路运输发展入手,在深入总结、分析国内外重载铁路轨道结构现状及存在问题基础上,提出了国内重载铁路轨道技术发展方向的建议,以期对国内重载铁路轨道技术研究提供有益参考。研究结论:重载铁路是一个系统工程,研究过程中应遵循轨道子系统与其他子系统研究并重、理论研究与试验研究并重、新型轨道部件研制与新型养修设备研制并重的原则;高度重视结构理论研究;积极推进新型轨道结构研发及新型轨道部件研制;加强重载铁路轨道检测与养护维修技术研究;加快研制多品种、专业化的大型养路机械。     

30 t轴重重载铁路有砟轨道道床结构设计研究

重载铁路因列车重量和长度增加、机车和车辆轴重提高,大幅增加了作用于线路上的荷载,对铁路道床有更高的要求。结合路基结构设计,提出了我国30 t轴重重载铁路有砟轨道道床可采用单层和双层2种结构。综合理论计算和室内试验给出了道床断面关键参数:道床厚度350 mm,砟肩宽度500 mm,砟肩堆高150 mm,道床边坡1∶1. 75。针对提出的道床结构在瓦日线重载铁路铺设了试验段,开展了30 t轴重列车实车试验。试验结果表明:实测脱轨系数最大值为0. 27,轮重减载率最大值为0. 21,轮轴横向力最大值为37. 1 kN,可满足列车运营安全性要求;实测横向阻力为13. 7 kN/枕,能够保证无缝线路横向稳定性;道床厚度采用350 mm相比300 mm可降低道床底面应力38. 8%。     

重载铁路无砟轨道对ZPW-2000A轨道电路传输性能的影响

结合重载无砟轨道道床结构对比分析、重载无砟轨道钢轨参数测试、ZPW-2000A轨道电路传输计算等方法,对重载铁路无砟轨道ZPW-2000A轨道电路传输性能进行分析,得出重载无砟轨道线路ZPW-2000A轨道电路极限传输长度。     

山西中南部铁路通道重载线路道床施工技术

山西中南部铁路通道是我国第一条30 t轴重重载铁路,有砟轨道占全线长77%,道床施工质量控制对于重载线路的运营安全和经济性尤为重要。文章结合山西中南部铁路道床施工,对重载线路道床施工工序、关键工序质量控制标准、施工组织和机具配备以及道床施工质量和安全控制措施进行了介绍。施工效果良好,能满足重载线路有砟轨道状态要求。     

瞬态瑞利波技术在铁路既有线路基基床质量评价中的应用

准确、快速、无损检测与评价有碴轨道路基基床质量是铁路工务部门亟待解决的重要技术课题之一。依据既有线路基及轨道结构的工程特性,就瞬态瑞利波技术中的双层介质理论用于铁路既有线路基基床质量评价以及在路基基床及道床质量检测的判译技术等方面进行分析和论述。以笔者开发研制的、以瞬态瑞利波为理论基础的路基质量评价专用仪器,在不了解被检测路基及轨道结构工作状态的情况下,依据现场检测数据的计算分析,对郑徐电化既有线提速民权—兰考试验段的路基及道床状态进行综合评价,并得出满意的评价结果。实践证明,该检测技术对既有线路基可实现无损、快速而准确的评价与监测,同时亦可评价轨道道床的工作特征,为评价既有线路基及轨道道床工作状态提供了一项全新的检测技术与评价方法。     

轨排框架法在重载铁路施工中的适用性研究

轨排框架法施工技术是我国高速铁路双块式无砟轨道施工采用的主要施工技术,具有施工精度高、质量稳定可靠等特点。重载铁路相对高速铁路曲线半径小,对轨排框架长度、刚度均有一定适用性要求。通过理论计算确定在重载铁路最小曲线半径条件下适用的最大轨排框架长度,通过有限元建模分析轨排框架刚度对重载铁路曲线轨道状态的适用性以及确定轨排框架支撑条件对道床结构高度较高的重载铁路无砟轨道的适用性。     

超重货物作用下的铁路轨道路基响应机理研究

为研究超重货物作用下轨道路基动态响应机理,基于有限元软件ANSYS建立轨道-路基三维有限元模型,分析轨道路基在超重货物作用下的应力分布和位移变形规律,并与现有设计规范进行比较。研究结果表明:超重货物作用下,钢轨和轨枕均满足运输要求,道床应力达637.72 k Pa,超出碎石道床容许值,路基基床局部受力达202.33 k Pa。超重货物运输过后,会对既有轨道结构造成一定的损伤,因此要进行必要的养护维修以满足其他车辆的安全运营。研究结果可为以后超重货物的安全运营和重载铁路的养护维修提供一定的参考。     

聚氨酯固化道床浇注前轨道施工工艺研究

聚氨酯固化道床是继有砟轨道和无砟轨道以后的又一新型道床结构,不仅有足够的强度和稳定性,而且具备弹性好、可维修性好等优点。本文根据山西中南部铁路通道重载铁路综合试验段,对聚氨酯固化道床现场的实际施工过程进行了分析,总结出一套完整的聚氨酯固化道床浇注前轨道施工方法,并对施工过程中各环节质量卡控点,有针对性地提出了相应控制措施。     

重载铁路隧道内弹性支承块式无砟轨道道床施工关键技术

重载铁路隧道内弹性支承块式无砟轨道的施工是一项新工艺。结合中南部铁路通道全线各施工标段首段无砟轨道工艺性试验评估过程中的经验,对重载铁路隧道内弹性支承块式无砟轨道道床施工关键技术进行探讨。重点从无砟轨道铺设前的铺设条件确认、隧道基底处理要求,弹性支承块储存运输要求及弹性支承块式无砟轨道道床施工等方面进行了梳理和总结,并在全线弹性支承块式无砟轨道道床施工过程中推广应用,取得较好效果。     

重载铁路线下基础技术研究

针对重载铁路从"车辆-轨道-基础系统"匹配与耐久性方面入手,介绍一些重载对轨道工程和路基基础工程的影响因素、存在问题和目前的解决办法,并介绍一个重载铁路路基病害的工程实例和一般铁路提升为重载铁路的加强措施,提出我国重载铁路提高养护能力的途径。     

不拆除轨排法整治路基技术及其经济效益

铁路路基问题大部分是由于不断增加的轨道荷载(运量增加和速度提高)或者排水系统和道床维修整治不及时所造成。一旦路基出现病害,轨道几乎无法再修复,路基整治的费用则会是标准工务维修费用的8倍。奥地利铁路路网公司根据15年的施工经验和针对重载铁路运营现状进行的调研结果表明:在路基大修作业时,增加铺设路基保护层,无论从技术上,还是在经济效益方面均能解决这一难题,这是一项成功的技术。