法国高速道岔转辙设备调试技术

本文以合宁客运专线铁路60kg／m钢轨18号可动心轨道岔为例介绍了法国富顺通一科吉富公司的高速道岔电务转辙设备调试技术，对我国全面铺设客运专线铁路，满足国内对道岔高速度、高可靠性及舒适性要求具有实际指导意义。同时对高速道岔调试过程中容易出现的一些故障问题，如何进行故障处理提供一套较好的解决思路；对如何快速判断故障、处理故障具有实际指导意义。     

德国铁路道岔技术介绍

德国铁路道岔技术介绍铁道部工务局韩启孟根据中德铁路道岔技术交流及国内有关专家论证，一致认为德国铁路道岔技术在我国应用的可能性很大，且有必要。德方愿意无偿提供一钢轨组合拼焊固定式辙叉铺设于我国铁路繁忙干线上试验；同时邀请中方技术人员对德国铁路道岔技术进...     

法国高速铁路道岔技术特性

法国高速铁路道岔是一个完整的系统。道岔部件的强度主要采用有限元法对受力状况进行分析,同时采用室内试验确定。道岔区钢轨采用双层垫板,转辙器滑床台采用弹性扣压件扣压在基本轨一侧;岔枕主要采用整体式,采用预加扣压力后的测试结果来确定刚度值;道岔主要采用碎石道床和整体通长混凝土岔枕。道岔监测装置可收集道岔的各种数据及监测道岔环境状况,实现了远程测试、远程监督和远程诊断,为道岔的维护和运营提供实用数据。     

高速道岔

列车通过道岔时会产生较大的横向作用力和加速度,如图1左右两侧所示,在尖轨和辙叉处尤突出。出现较大的横向力和加速度限制了列车通过速度,对旅客乘坐质量和设备构件带来不良的影响。本研究的目的是寻找减小横向作用力和降低加速度的低成本方法,提高列车通过道岔的速度。低成本要求不改变道岔的关键尺寸,如导曲线长度、辙叉角;在不改变轨道的结构的同时,在既有道岔空间内满足新设计的要求。减小普通AREMA(美国铁路线路工程与维护协会)道岔的转辙角,加长尖轨,并改变曲线密贴的形状、缩短曲线密贴的长度,是减小横向作用力和降低加速度的低成本方法。以No.20道岔(见图2)为例,动态模拟和现场测量表明,这种设计可允许过岔速度从目前的45mph提高到55mph,并不产生轮/轨作用力和横向加速度峰值,但超过普通道岔所产生的轮/轨作用力和横向加速度。     

我国铁路道岔整体技术发展的新阶段

本文通过对几十年来中国铁路道岔发展情况的回顾和目前我国道岔技术水平现状的分析,并结合在高速道岔研制初期赴法、德考察的情况,对两国高速道岔整体技术和与国外的差距进行的分析和初步评估,总结了中国铁路工程总公司在前期所做的工作,提出了客运专线高速道岔研制工作的总体思路和国产化所存在的若干问题和建议。     

我国直向高速道岔的研究与设计

介绍甸直向高速道岔的研制及新型直向高速道岔的结构和性能。     

京沪高铁高速道岔精调施工技术

京沪高速铁路南京南站管内正线高速遭岔20组,其中18号道岔18组,42号道岔2组(秦淮河线路所),由新铁德奥道岔有限公司(以下简称CNTr)设计制造.道岔基础采用轨道板,桥上铺设时,轨道板下充填水泥乳化沥青砂浆;路基上铺设时,轨道板下充填自密实混凝土.CNTr高速道岔具有其独特的结构特点,转辙器的轨距加宽(即FAKOP线型)、心轨、尖轨部位的藏尖设计、下拉装置、翼轨抬高等带来精调施工上的困难.结合联调联试期间道岔精调施工情况,简要介绍CNTr高速道岔的精调施工方法、机械配置及人员组织情况.     

转辙器轨距加宽对高速道岔动力特性的影响

运用道岔系统动力学理论,考虑轨距加宽式转辙器的结构特性,建立列车/道岔耦合动力学模型,以350 km/h客运专线18号高速道岔为例,计算分析了列车以350 km/h直向及80 km/h侧向过岔时的动力特性.结果表明:转辙器轨距加宽可提高列车直、侧向过岔时的平稳性,降低直向过岔时尖轨的磨耗指数,减轻尖轨侧磨,增加尖轨开始受力截面的轨顶宽度;增大转辙器部位的动轮载、轮缘力及动应力,对尖轨受力不利;转辙器轨距加宽对列车侧向过岔的轮重减载率和脱轨系数有不利影响,对直向过岔的影响不大.因此,建议在我国350 km/h客运专线高速道岔设计中,暂不使用转辙器轨距加宽技术.     

铁路道岔的最新研究进展

在简要介绍中国铁路道岔发展历史的基础上，重点介绍对铁路提速成功起到关键作用的提速道岔系列，还对秦沈客运专线道岔系列，特别是58号无缝道岔结构、试验和仿真分析进行了介绍。     

不足位移对高速道岔动力特性的影响

为揭示道岔不足位移对高速行车的影响,根据高速道岔、列车的结构特点、力学特性和相互作用关系,建立车辆-道岔耦合动力学模型,并以高速列车直向350km/h、侧向80km/h通过350km/h客运专线18号无砟道岔为例,分析不同不足位移情形下车辆和道岔的动力学特性。结果表明:尖轨、心轨不足位移对列车动轮载、钢轨动应力影响较小,对轮缘力、车体横向加速度、轮重减载率、脱轨系数影响较大;不足位移会严重影响高速列车直、侧向过岔的舒适性及安全性,影响高速道岔正常工作状态;牵引转换设计时,应严格控制道岔尖轨、心轨不足位移。     

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。     

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。     

有砟高速道岔铺设新技术

研究目的:高速道岔铺设是客运专线轨道工程施工的重点和难点,传统施工方法难以满足高速道岔铺设的标准和要求,必须研究有砟高速道岔施工的新技术,以提高道岔的铺设质量和铺设效率。研究结论:结合甬台温客运专线铁路轨道工程高速道岔施工情况,国内首次研制了有砟高速道岔基地组装平台,开发出高速道岔平台预组装、整组运输及铺设成套技术,实现了高速道岔铺设基地工厂化、机械化、专业化施工,完全符合铁道部关于高速道岔施工技术的要求。该成套施工新技术先进合理,有效提高了高速道岔的铺设质量和铺设效率,极大地缩短了施工工期,节约了施工成本,为高速道岔铺设提供了参考。     

高速铁路路基道岔板敷设测量技术

板式高速道岔,是目前高速铁路施工中较常采用的道岔结构,由于道岔施工当中影响因素较多,对测量的精度要求较高。结合杭甬铁路客运专线上虞北站18号板式无砟道岔精调施工,较详细地介绍了路基上道岔区板式无砟轨道的测量工作和测量方法,为类似工程施工提供经验。     

高速道岔发展及研究现状分析

高速道岔是高速线路中必不可少的轨道设备,岔区结构复杂,轮轨接触应力大,更易造成轮轨损伤磨耗及疲劳破坏,威胁高速车辆行车安全,且道岔较区间线路造价昂贵,维护保养困难。因此,了解道岔构造和车辆过岔时的动力学性能,优化岔区轨道廓形及轮轨匹配关系以改善轮轨接触状态、延长道岔使用寿命势在必行。从高速道岔的发展现状出发,阐述数个拥有高速道岔自主产权国家的道岔发展,对比分析了岔区线型、道岔结构特点。通过岔区轮轨关系分析及车辆动力学仿真研究,总结了国内外道岔的研究现状,通过对岔区不同断面进行轮轨匹配研究,提出岔区的发展趋势及研究方向,以期为高速道岔研究与技术创新提供新思路。     

高速铁路道岔区桥梁设计综述

综合桥上无缝线路和无缝道岔的技术特点,桥上铺设无缝道岔对高速铁路桥梁设计提出了更高的要求。针对高速铁路咽喉区和渡线道岔区特点,确定无砟轨道无缝道岔对桥梁结构变形及梁缝位置的要求,提出道岔区桥梁设计原则与技术要求,以及典型道岔区桥梁布置以及结构形式。高速铁路道岔区桥梁设计以道岔与桥梁相互作用理论为基础,充分考虑轨道作用力的影响,通过车-岔-桥耦合动力响应分析,确保高速列车运行的安全性、平稳性。     

跨座式单轨道岔技术分析

跨座式单轨道岔采用与轨道梁相似的梁式结构,由一组互相联结、关节间可转动的钢箱梁组成。单轨道岔由道岔梁、指形接手组、十字形铰、尾轴装置等部件组成。道岔梁之间用可互相转动的指形接手组和可上下及横向转动的T形轴连接。指形接手组消除相邻道岔梁的间隙,十字形铰和尾轴可保证道岔回转时该部位产生转角变化,并牵动相关梁进行转位。单轨道岔的转辙驱动系统通过减速器带动摆臂绕减速器中心轴回转而实现道岔梁的横移。控制系统保证道岔按信号要求在规定时间内完成解锁、转辙和锁闭工作,并将道岔位置信号反馈至信号显示系统,同时还检测系统中的其他信息并反馈。     

郑西高速铁路41~#道岔接触网平面布置分析

阐述郑西高速铁路41~#道岔接触网平面布置的设计意图,指出第三条辅助接触网布置方式存在的问题,通过对两条和三条接触网布置对比分析,论证41~#道岔接触网布置增设第三条辅助线的必要性。