WJ-8型扣件用改性尼龙66减摩垫板的研制

针对既有复合垫板存在不锈钢板锈蚀的问题,研制了改性尼龙66减摩垫板。该垫板具有良好的绝缘性能,不会与钢轨产生电化学腐蚀,可长期保持较小的摩擦因数;采用一体式结构,可彻底避免既有复合垫板中不锈钢板与橡胶垫板脱离的问题。经室内试验和现场试铺,改性尼龙66减摩垫板满足扣件组装性能及列车安全运行的要求,同时可以有效降低钢轨纵向阻力的增大幅度,防止垫板沿钢轨方向窜动。     

大秦铁路重车线U78CrV钢轨锈蚀断裂原因分析

针对大秦铁路重车线U78CrV钢轨锈蚀断裂的问题,分析了钢轨锈蚀的原因,然后对不同材质钢轨的耐蚀及抗断裂性能进行试验研究,对钢轨断裂原因进行了探讨。试验结果表明:隧道漏水会导致局部钢轨轨底锈蚀;冬季使用含有Cl-的防冻液则会加剧钢轨的锈蚀;曾出现过断轨的U78CrV钢轨和其他材质钢轨相比有着相对较差的耐应力腐蚀性能及抗断裂性能;钢轨轨底在环境因素的影响下发生锈蚀并形成锈蚀坑,在钢轨内部拉应力(温度应力及残余应力)以及大轴重列车通过钢轨时产生的动弯曲应力的作用下,轨底锈蚀坑会成为应力集中点而形成裂纹源,当钢轨材质抗断裂性能不足时裂纹扩展较快,最终导致断裂。     

不锈钢铸造悬挂座表面腐蚀的原因分析及其解决措施

针对城轨车辆用不锈钢铸造悬挂座的表面腐蚀现象进行了试验,并根据试验结果分析了出现表面腐蚀的原因。通过不锈钢铸造悬挂座的宏观形貌观察、显微组织观察、盐雾试验的分析表明:不锈钢铸件表面腐蚀的主要原因是铸造悬挂座存在表面缺陷,而采用达克罗表面处理完全可以解决表面锈蚀问题。     

高速动车组用铝合金型材腐蚀研究

对高速动车组铝合金车体的腐蚀进行分类分析,并针对各种腐蚀情况确定返修方案。通过铝及铝合金在试验室中的盐雾试验、盐雾\干燥\潮湿循环试验,研究铝型材腐蚀速率和力学性能等特性,并以此为基础,起草了腐蚀标准,为高速动车组型材加工使用提供技术支持。     

上海轨道交通3号线石龙路停车场杂散电流状况分析

上海轨道交通3号线石龙路停车列检库库前结构钢立柱存在根部腐蚀较为严重的现象,且越靠近正线的立柱,其根部腐蚀越严重。针对杂散电流引起的钢立柱根部电腐蚀情况,对石龙路停车场杂散电流进行相关参数测试,包括出入段单向导通装置断开前后钢立柱流出电流测试、单向导通装置电流与出入线钢轨绝缘分段处电位测试、停车库周边土壤电位梯度及杂散电流方向测试,通过对测试结果进行分析,查找出了导致结构钢立柱腐蚀的主要原因,并提出了相应的解决方案和杂散电流防护措施。     

地铁邻近埋地金属管线杂散电流分布特性研究

城市轨道交通直流牵引供电系统引起的杂散电流泄漏以及钢结构腐蚀危险已成为地铁规划建设及公众关心的敏感问题，城市地下管网面临与地铁隧道密集交叉、紧邻或长距离平行敷设等情况，研究地铁邻近埋地金属管线的杂散电流分布特性，对于提高埋地金属管线耐腐蚀寿命、改善腐蚀防护方法具有重要意义。建立地铁隧道杂散电流仿真计算模型，分析轨对地过渡电阻对杂散电流分布的影响，针对金属埋地管线相对钢轨空间方位变化开展杂散电流分布及金属相关腐蚀参数计算。结果表明，当轨对地过渡电阻为0.5Ω·km时，钢轨杂散电流泄漏总量较15Ω·km和3Ω·km分别增加了2 618.5%和500.7%;不同轨对地过渡电阻下，钢轨、排流网、金属管线、土壤中的杂散电流占泄漏总量的百分比基本保持不变，均随泄漏总量的增加而呈等比例增加。埋地金属管线相对钢轨位置变化对其沿线杂散电流大小和方向有明显影响，对于距离钢轨水平间距≥100 m的埋地金属管线年腐蚀量均维持在mg量级。     

减摩层材料对小阻力扣件系统纵向阻力的影响

针对目前已有的不锈钢-橡胶硫化粘接式、高分子-热塑性聚酯弹性体（Thermoplastic Polyester Elastomer,TPEE）抓钉连接式小阻力轨下垫板在应用中存在的问题,提出将减摩层与弹性层一体成型的复合垫板。考虑小阻力扣件系统的实际使用环境,对采用尼龙、超高分子量聚乙烯作为减摩层材料的复合轨下垫板组装小阻力扣件系统进行试验测试,研究浸水环境下其纵向阻力变化规律。结果表明：尼龙、超高分子量聚乙烯作为减摩层材料均能使扣件系统具有较小的初始纵向阻力;对于尼龙-橡胶复合垫板组装小阻力扣件系统,浸水后纵向阻力发生明显变化,且纵向阻力随着浸水时间增长而增大,浸水60 d时其纵向阻力增大42.30%;对于超高分子量聚乙烯-橡胶复合垫板组装小阻力扣件系统,其纵向阻力浸水前后变化不大,浸水60 d时仅增大1.25%。     

高速铁路WJ-8型扣件系统组装疲劳试验研究

针对WJ-8型扣件系统组装疲劳试验中扣件组装静刚度变化率超标现象,选取不同工况进行研究。结果表明:WJ-8型扣件零部件横向配合尺寸存在问题时会造成扣件在静态组装时轨距挡板无法安装到位,组装疲劳试验时铁垫板被轨距挡板卡住,试验后组装静刚度过大,出现超标现象;在环境温度20℃的试验室进行频率4.8 Hz的扣件组装疲劳试验时,扣件零部件温度会超过50℃,但短时间超过50℃不会对试验结果造成较大影响。     

耐腐蚀混凝土辅料的试验研究

研究目的:为了提高混凝土耐海水、土壤中盐等的腐蚀性能,作者提出了在混凝土中掺加耐腐蚀辅料的方法。研究方法:通过混凝土离子渗透性试验、硫酸盐腐蚀试验、干湿腐蚀循环试验等对耐腐蚀辅料的性能进行了测试,并对该耐腐蚀混凝土辅料的耐腐蚀机理进行了分析。研究结果:(1)在硫酸盐腐蚀试验中,掺耐腐蚀辅料的水泥90d腐蚀中的耐腐蚀系数高于1.0;(2)在100次干湿腐蚀循环后,基准混凝土干湿腐蚀循环系数只有0.79,而掺耐腐蚀辅料的混凝土Kx达到1.28;(3)在氯离子渗透试验方面,掺耐腐蚀辅料混凝土28d、90d渗透系数分别为28d基准混凝土的43.1%和9.3%。研究结论:耐腐蚀辅料能够有效的改善混凝土内部孔隙结构特征和水泥与骨料的界面结构。     

城市轨道交通高架线减振扣件设计及现场应用

我国一些城市轨道交通高架线中采用的下锁式双层非线性减振扣件在运营一段时间后会出现钢轨空吊和轨距难以保持等情况,影响列车运行安全。设计一种既能保证列车运营安全,又能适应高架线不同的钢轨纵向阻力要求,且能够达到中等减振效果的减振扣件成为需要研究的一个重要问题。针对城轨高架线设计了一种减振扣件,根据现场使用条件确定扣件的主要技术参数;关键零部件弹性铁垫板采用橡胶硫化技术将带轨底坡的铁垫板和钢套硫化成一体,此结构可实现垂向低刚度并能提供一定的横向刚度,结合有限元分析软件校核铁垫板和硫化橡胶的强度;减振扣件在室内进行钢轨纵向阻力、组装疲劳性能和绝缘性能等一系列扣件组装性能试验,试验结果表明,减振扣件各项性能指标均满足设计要求。在宁波地铁1号线高架段进行试铺和实车测试,现场应用结果表明：试铺的减振扣件服役状态良好,能够满足列车运营和日常养护维修要求;减振扣件各项轨道结构动力学性能指标均满足规范要求,梁面Z振级最大值的插入损失为8.3 dB,梁面分频振级均方根差值为9.8 dB,梁面分频最大振级为72.1 dB,达到中等减振效果。     

轨道型门式起重机钢轨断裂现象分析

针对某轨道型龙门起重机钢轨多段发生断裂现象,对钢轨及起重机工作状况进行现场调查,发现腹板螺栓连接孔制作工艺、承轨面基础、轨缝处理等不规范。其中,钢轨腹板上的超大气割孔不仅降低钢轨连接处强度,而且气割孔凸凹不平的内孔壁也很容易因应力集中而产生裂纹,裂纹扩展致使钢轨断裂,这是钢轨断裂的主要原因。此外,承轨面凹凸不平、底部垫板缺失和垫板材料不统一,也会导致钢轨承载能力减弱。螺栓连接孔采用钻孔加工、按标准改造起重机轨道及基础,起重机钢轨再未发生断轨现象。     

不均匀过渡电阻下地铁杂散电流分析

在地铁工程设计中,考虑钢轨对结构或对地的过渡电阻均匀会造成钢轨电位和杂散电流的泄露情况与设计不符.讨论杂散电流的产生、危害及其相关腐蚀机理,建立均匀电阻下直流供电系统杂散电流分布的数学模型;采用数学模型进行计算机仿真,对比分析不均匀过渡电阻下的杂散电流分布规律,对具体地铁工程钢轨电位和杂散电流引发的问题进行分析和研究.     

一种预应力锚固工程用阻锈剂性能评价

针对预应力锚固工程锈蚀情况,研发一种氨基醇类钢筋阻锈剂。通过力学性能、耐久性能、干湿循环、盐雾等试验,进行阻锈效果的评价。     

道岔区刚度及其合理匹配

道岔区轨道刚度均匀化是现代化铁路运营要求,我国传统的道岔区轨道刚度严重不均匀,加重了道床及道岔部件的损伤。依据道岔垫板种类,将岔区垫板划分为5种类型,通过对各种垫板组装后的刚度试验和结果分析,提出道岔区扣件刚度均匀化的建议;通过既有线提速道岔枕下基础刚度的现场测试和理论计算以及钢轨支点刚度计算,分析影响既有线道岔垂向刚度的主要因素,为道岔区轨道刚度均匀化改进提供依据。     

轨道电路时域响应分析

为了求得轨道电路时域解,对轨道电路传输线方程进行拉氏变换,在复频域求得钢轨线路中每根钢轨电流和钢轨对地电压的通解。在轨道电路送电端阻抗匹配、受电端短路的条件下,求得调整态受电端轨面电流的时域解。通过算例,在不同的初始电气参数下仿真分析了受电端轨面电流的变化情况。结果表明:所得时域解符合轨道电路传输特性,为轨道电路暂态分析提供了有力的理论基础。     

重载铁路WJ-12型扣件TPEE垫板结构优化设计

为解决重载铁路WJ-12型扣件弹性垫板压溃、疲劳后扣件静刚度变化率超限、混凝土轨枕承轨面磨损等问题,对现有热塑性聚酯弹性体（Thermoplastic Polyester Elastomer,TPEE）垫板进行结构优化设计。优化后,TPEE垫板的厚度和面内尺寸保持不变,单个凸台面积增大。采用有限元软件建立TPEE垫板静刚度计算模型和钢轨-TPEE垫板-轨枕耦合模型,对优化前后TPEE垫板的静刚度和TPEE垫板与轨枕的耦合应力进行计算,并通过室内试验对比优化前后TPEE垫板及扣件的静刚度和300万次疲劳试验后的静刚度变化率。结果表明：优化后,TPEE垫板静刚度为47.3 kN/mm,疲劳试验后的TPEE垫板和扣件静刚度变化率均小于20%,满足规范要求;优化后TPEE垫板和轨枕表面受力更为分散、合理,二者相互作用减小。     

WJ-7型扣件横向阻力试验研究

为确定轨条碎弯时WJ-7型扣件的横向刚度取值,在实验室条件下,对一段安装了一组扣件的短钢轨加载横向力,测量扣件铁垫板和钢轨截面轨头、轨腰、轨底的横向位移,考虑到试验误差,只取均匀性较好5组数据分析横向力与位移之间的关系。试验结果表明:铁垫板位移随横向力的加载呈线性增加;以铁垫板产生单位位移所需施加的横向力表征横向刚度,常阻力扣件横向刚度在143.7～162.1 kN/mm,小阻力扣件横向刚度在130.2～138.9 kN/mm;钢轨截面各位置横向位移曲线由二次抛物线和直线两部分组成。     

杂散电流传感器烧毁故障分析

目前,较先进的地铁杂散电流监测方法是采用分布式监测系统,上位机下接监测装置,监测装置通过信号转接器与传感器相连[2]。传感器主要测量钢轨对地电压、结构钢的极化电位。其中结构钢的极化电位直接反映杂散电流的腐蚀程度。钢轨对地电压不但间接反映杂散电流的腐蚀程度,而且用     

钢桁梁明桥面板式无砟轨道用扣件研究

为满足钢桁梁明桥面板式无砟轨道用扣件弹性和轨距调整量的要求,研发了MQ-2型扣件。该扣件采用无挡肩、弹性分开式结构;轨下垫板静刚度设计值为（100±10）kN/mm,轨距调整量设计值为-8～+8 mm,钢轨调高量设计值为-4～+20 mm;通过更换不同类型的弹条、轨距块和轨下垫板,扣件可实现三种钢轨纵向阻力,以满足不同工况无缝线路设计需求。经室内试验,该扣件的轨下垫板静刚度、动静刚度比、疲劳后静刚度变化率均满足设计要求;扣件轨距变化量、组装静刚度变化率均满足规范要求;钢轨纵向阻力、预埋套管抗拔力、绝缘性能的测试值均满足设计要求。该扣件已在广州南沙港铁路跨洪奇沥水道特大桥上应用,该铁路自开通运营至今,已完成2.1万个标准集装箱运输,列车通过该桥时安全平稳,轨道几何形位良好,扣件结构稳定可靠。     

地铁车站的接地设计

地铁的牵引动力供电电压由于采用1 500 V直流供电,用走行钢轨作为回流路线,产生的杂散电流给建筑物内的金属构件带来电解腐蚀现象,决定了地铁的接地设计与一般的民用建筑设计有独特之处。