钢轨接头强度的有限元分析

提出钢轨接头强度计算的有限元方法.该方法采用的计算模型将钢轨接头看作半无限长连续弹性点支承梁用弹性铰连接的结构.给出了钢轨接头强度计算的方法和算例.此外,根据算例还给出了柔度系数及轨道参数对钢轨接头强度的影响.     

钢轨接头强度的静力计算方法

本文提出一个铁路轨道接头强度静力计算的计算机迭代方法，该方法所采用的模型是将钢轨接头看作支承在弹性支点上的两个半无限长梁用弹性铰连接的结构。这类结构有两种形式，一种是钢轨接头的支承跨距有三种不同的跨长，这与设计的铁路轨道一样，另一种是接头两边的支承跨距和支点刚度系数均不对称－这种模型更加吻合运营线路上的轨道，该方法对迭代初值不加任何限制，而且收敛的速度非常快，文中给出了钢轨接头强度计算的计算机枢图     

沈阳铁路局科学技术研究所

移动式焊接接头轨面硬化技术及设备 主要完成单位：沈阳铁路局科学技术研究所 钢轨焊接接头性能及质量的优劣直接关系到铁路运输的效率和安全。全长淬火钢轨在经现场焊接（移动式闪光焊、气压焊）后，钢轨焊接接头部位原有的硬化层消失．原有的强度和韧性降低．焊缝和热影响区原有的硬度指标也有较大程度的减少，形成硬度低落区。焊头轨面硬度下降会造成钢轨低接头，轨顶低陷日趋严重，将加大车轮和钢轨间的冲击力，从而缩短了钢轨的使用寿命。     

柳州站站场线路钢轨接头病害的防治

柳州站站场线路设备多,行车密度大,重载列车通过频繁,钢轨存在轨缝过宽、联结零件松动、钢轨低接头等多种病害。针对这些病害,采取全面控制轨缝、紧固接头螺栓、加强接头捣固、改善道床弹性、焊补磨修钢轨接头等措施,有效地控制了钢轨接头病害的发生和发展。     

钢轨接头病害的成因分析和整治措施

钢轨接头夹板的强度、刚度的不足会造成钢轨接头结构薄弱,而接头养护维修工作中,接头螺栓扭矩不足、接头轨枕扣件不密靠等因素,加大了轨道结构的不连续性。钢轨接头结构上的不平顺主要是接头轨缝,轨缝愈大,台阶愈大,折角愈大,轮轨间的冲击愈大。轨面在接头区的不均匀磨耗是轨面不平顺的另一种形式。钢轨接头在结构上的不连续和轨面不平顺是接头病害的成因。加强轨缝和接头部位零部件的养护,保持合理的轨缝值,定期检查螺栓扭矩和扣件,进行起道捣固作业,整治道床板结和翻浆,轨面打磨和焊朴整修、改善轨下垫层弹性等综合整治措施,能够有效控制接头病害的产生和发展。     

矿区铁路铺设50m长钢轨的可行性分析

为减少矿区有缝线路接头维修工作量,从减小接头数量出发,提出将25 m钢轨焊接形成50 m钢轨的方案,并采用有限元方法建立可考虑钢轨伸缩变形的稳定性分析模型,从钢轨强度、线路稳定性及预留轨缝方面对方案开展可行性研究。研究结果表明:50 m钢轨存在伸缩区,轨温升高时温度力释放,因此线路横向变形可控,能够满足稳定性要求;50 m钢轨伸缩量计算中应考虑接头阻力及道床纵向阻力,且道床纵向阻力应采用双线性模型而非常阻力模型;建议50 m钢轨铺设在年轨温差小于85℃的地区,并且后期应加强接头螺栓扭矩及轨缝的检查,以保证接头阻力降幅不超过20%且无接头瞎缝。     

钢轨胶粘冻结接头的质量控制

钢轨胶粘冻结接头抗剪切强度高,既适于铺设无缝道岔,也适于跨区间无缝线路钢轨的连接。文章根据钢轨胶粘冻结接头的生产实际,介绍钢轨胶粘冻结接头的生产要点。     

交叉渡线混凝土铰接岔枕有限元分析

介绍 6 0kg m钢轨 92改进型 12号交叉渡线混凝土铰接岔枕的弹性铰接接头的结构和特点 ,并运用大型通用有限元程序对岔枕和接头作了仿真计算 ,分析表明岔枕各部分的应力均在容许限度内 ,接头的传力特性能满足使用要求。     

30 t轴重钢轨用胶接绝缘接头设计

针对我国近期准备开行的30t轴重货运列车,利用有限元等方法建立适用于30 t轴重特点的轨道部件—30 t轴重钢轨用胶接绝缘接头。计算结果及试验结果表明,新设计的30 t轴重钢轨用胶接绝缘接头的强度、绝缘性能可满足轨道结构的重载化及跨区间无缝线路的应用。     

钢轨接头病害的整治

结合南宁铁路局管内焦柳线的钢轨接头养护情况,分析了钢轨接头病害成因,并根据病害的成因提出了消除接头、优化接头结构、整治低接头、整治接头部位的道床、改善轨下垫层弹性、轨面修理及换轨时调整接头位置等方面的措施,有效地控制了接头病害的产生和发展,确保了列车安全、平稳地运行。     

无缝线路钢轨锁定轨温施工技术研究

钢轨应力是无缝线路钢轨强度承载检算的唯一指标,也是无缝线路管理技术要点,尤其是钢轨温度应力是工务施工维修管理的核心。通过分析无缝线路锁定后钢轨温度力分布与变化规律,提出钢轨伸缩端延长锁定长度计算方法;考虑钢轨低温或高温作业环境,提出钢轨温度人工干预施工技术,并采用应力均衡法解决温度应力集中问题;基于钢轨强度承载力计算结果,结合兰新线嘉峪关地区无缝线路地段线形和垂直磨耗特点,给出锁定轨温管理所允许具体范围。研究结果对降低钢轨温度应力,确保无缝线路稳定具有指导意义。     

城市轨道交通长大桥梁上无缝线路钢轨制动力研究

为了保证城市轨道交通长大桥梁上无缝线路的稳定性与安全性,要特别关注列车制动/起动所引起的钢轨与桥梁的相互作用,检算由此产生的钢轨附加力.钢轨所受制动力的大小直接影响着钢轨强度检算和桥墩纵向刚度的取值.采用空间耦合有限元计算模型对列车制动作用下长大桥梁无缝线路钢轨制动力进行研究.通过比较不同工况条件下的钢轨制动力,得出计算制动力时可采用的最不利工况.     

钢轨接头病害的成因分析和整治措施

钢轨接头是钢轨的薄弱环节,是工务部门日常维修的重点,接头的养护维修工作量占到轨道维修工作量的60%～70%。钢轨接头病害的发生,最根本的原因在于轨道接头存在轨道结构上的不连续和轨面的不平顺,这就导致轮轨之间产生较大的附加动力的作用。轨道结构的不连续性是钢轨接头的轨缝与钢轨整体相比,夹板的强度、刚度的不足所造成的钢轨接头结构上的薄弱,破坏了轨条在纵向的连续性。钢轨接头结构上的不平顺性主要表现在接头轨缝。车轮压低钢轨的送轮端时,钢轨的迎轮端有抬高趋势,形成台阶。荷载作用下钢轨接头处的扰曲不是连续曲线,而是折线。轨…     

重载铁路道岔区钢轨接头轨腰裂纹伤损整治

针对重载铁路岔区PG4钢轨产生轨端裂纹的问题,通过伤损钢轨及夹板宏观形貌观察和尺寸测量、断口表面宏观微观形貌观测、断口金相组织检验、伤损钢轨理化性能检验等试验分析裂纹类型及产生的原因,并提出相应的整治措施。结果表明：钢轨伤损类型为起源于钢轨端面的轨腰水平裂纹,产生的主要原因是钢轨端面存在马氏体组织;应对短轨接头端面进行打磨或者端铣处理,对短轨接头进行焊复,加强接头区域养护,综合整治接头病害,严格控制钢轨胶接绝缘接头作业质量,利用大中型养路机械作业恢复道床弹性,从根本上避免钢轨轨端裂纹的产生。     

重载铁路钢轨焊接接头磨耗特征研究

本文对重载线路钢轨焊接接头与母材相对磨耗进行了测量与分析,测量结果分析表明,热处理钢轨焊接接头相对磨耗明显大于热轧钢轨,且钢轨强度越高,磨耗越严重;铝热焊接头磨耗明显大于闪光焊.影响焊接接头不均匀磨耗的主要因素是接头部位的硬度;对接头磨耗与硬度关系的分析表明,钢轨焊接接头(含软化区)平均硬度与母材接近相等时,接头与母材磨耗量也大致相当,此时,接头热处理区(或焊缝及热影响区)硬度约为母材的1.05倍.建议在重载铁路条件下,对于高强度热处理钢轨的焊接应分情况处理:铝热焊应进一步提高焊缝硬度,闪光焊应进一步优化接头热处理工艺.     

贝氏体钢轨闪光焊接技术的研究

贝氏体钢轨闪光焊的焊接性与材质中Mn和Si含量成反比,降低Mn和Si含量有利于改善钢轨的焊接性,提高焊缝韧性和接头落锤强度。贝氏体钢轨焊缝及热影响区出现的主要缺陷为过热区带状成分偏析、过热区奥氏体晶界成分偏析和焊缝夹杂物(灰斑)缺陷,并与Mn含量密切相关,这些缺陷对接头韧性会产生较大的负面影响。但贝氏体钢轨总体力学性能与珠光体钢轨相当,其中接头拉伸强度、硬度和疲劳强度高于珠光体钢轨。贝氏体钢轨焊接热影响区空冷处理后出现马氏体组织是造成焊缝和过热区存在较高残余应力的主要原因,该残余应力降低了接头的滚动接触疲劳强度,使得部分接头容易出现焊缝水平裂纹。对接头进行500℃,3～5 min的回火热处理可以降低残余应力。现场应用表明,完善回火工艺可大幅度降低焊缝水平裂纹的出现。     

上海地铁11号线(北段)无缝线路设计

结合上海城市轨道交通11号线建设的实际需要,通过研究城市交通轨道纵向力的传递机理,建立桥上无缝线路纵向力线桥墩一体化计算模型,进而进行无缝线路钢轨附加力计算,指导桥墩刚度优化设计;无缝线路设计主要包括:锁定轨温设计,钢轨伸缩调节器布置,轨条和扣件布置设计,以及进行钢轨强度和稳定性检算,断缝和防爬检算等内容。     

重载铁路加强型钢轨接头研究

应用三维制图软件PTC Creo和有限元分析软件ANSYS Workbench研究和设计30t轴重重载铁路的加强型钢轨接头,并对加强型钢轨接头、全断面钢轨接头和非接头处钢轨(75kg·m-1钢轨)进行静载有限元仿真分析和室内试验。结果表明:全断面钢轨接头和加强型钢轨接头的钢轨挠度以及夹板挠度与荷载基本呈线性关系;全断面钢轨接头的钢轨挠度最大,为加强型钢轨接头钢轨挠度的1.36倍,且全断面接头的钢轨挠度与非接头处钢轨的挠度比值在0.94~1.38之间,而加强型钢轨接头的钢轨挠度与非接头处钢轨挠度的比值在0.94~1.01之间,即加强型钢轨接头的抗弯刚度与非接头处钢轨相当,验证了加强型钢轨接头的抗弯性能优于全断面钢轨接头,且满足设计要求。     

专用铁路简支梁桥上铺设50 m长钢轨预留轨缝研究

为确定常用跨度简支梁桥上50 m长钢轨合理的预留轨缝,基于梁轨相互作用原理,建立了钢轨-接头-轨枕-桥梁-墩台一体化计算模型,并从5×32 m简支梁桥上梁轨相互作用引起的钢轨及桥墩纵向受力两方面验证了模型的正确性。以某专用线上的10×32 m简支梁桥为例,分析了轨温变化幅度、基本轨接头阻力、护轨阻力等对桥上50 m长钢轨接头轨缝改变量的影响。研究结果表明:梁轨相互作用对桥上50 m长钢轨接头轨缝会产生显著影响,并且影响程度与接头所处位置相关;轨缝改变量随着基本轨接头阻力和护轨扣件阻力的增加而降低,受护轨接头阻力和墩台纵向水平刚度的影响较小;跨度为24 m、32 m简支梁桥上铺设50 m长钢轨的接头螺栓扭矩应按照900N·m设计,且运营中还应该加强螺栓扭矩检查,确保降幅不超过15%。     

中低速磁浮轨道F型钢轨新型接头的设计

中低速磁浮交通采用有缝线路、非对称形状复杂的F型钢轨,F型钢轨接头是磁浮列车安全、平稳和快速运行的关键。基于既有J I型和J II型接头出现的竖向不平顺、振动等问题,提出了两种新型接头方案。新型J I型接头中新设的导向限位槽、燕尾键、U型连接板等结构增强了接头横向对中性能、抗扭刚度和防高差错位能力,且适应于0~30 mm的轨缝变化。新型J II型接头中新设的主副限位扣和弹性复位元件等可有效适应主F型钢轨的温差伸缩变形,并实现副F型钢轨纵向自动对中性能;其防转垫圈实现了直线段和曲线段F型钢轨的自由伸缩,可适应0~40 mm的轨缝变化幅度。