无碴轨道用微孔橡胶垫板的研制

为提高板式轨道的弹性，通常采用在轨道板下填充CA砂浆作为弹性垫板，但在一些特殊地段，如人口稠密区或一些路一桥、桥一隧等过渡段，还要在CA砂浆与轨道板之间再加铺一层橡胶垫板，以进一步增加板式轨道的弹性。项目组通过配方研究和发泡工艺的创新，研制出了无碴轨道用微孔橡胶垫板，并已应用在遂渝线无碴轨道试验段上。     

轨道垫层振动特性的试验研究

城市轨道交通对振动噪声问题有较高的要求。WJ-2型扣件的轨下刚度较大，为了降低轨下和铁垫板下垫层刚度，采用了弹性橡胶垫层。在实验室和现场对弹性垫层的减振和隔振性能进行了试验，得出在保证轨道结构稳定的前提下，将轨下垫刚度降低至25～30kN/mm，铁垫板下垫层刚度降低至200～250kN/mm，则可降低高架桥桥面的振动能量达60%以上，从而达到降噪和减小轨道结构动力作用的目的。     

橡胶套靴垫板动态参数对重载车辆-弹性支承块轨道系统能量分布的影响分析

以重载线路上的弹性支承块式无砟轨道为例,运用哈密尔顿原理与车辆-轨道耦合动力学,计算并对比分析不同橡胶套靴垫板动态参数情况下车辆与轨道各部位的能量大小及其分布特征。研究发现,在车辆系统中,随着套靴垫板刚度的增大,车体动能、转向架动能及轮对动能先减小后增大;当套靴垫板阻尼增大时,对车体动能的影响很小,但会显著降低转向架与轮对的动能。在轨道系统内,随着套靴垫板刚度的增大,钢轨动能和应变能先减小后增大,扣件势能单调增大,支承块动能单调减小;当套靴垫板阻尼增大时,对扣件势能影响很小,但会显著降低钢轨动能、应变能及支承块动能。     

双弹性垫板刚度对扣件减振性能影响研究

为了研究垫板刚度对地铁中大量使用的双弹性垫板扣件减振性能的影响,通过对简化模型的理论推导,以及采用实验室测试和数值模拟相结合的方法,得出:板下垫板刚度越大,则轨道板位移频响越大,轨下垫板刚度大小对轨道板振动位移频响基本没有影响;轨下垫板刚度以及板下垫板刚度越大,则轨道板振动加速度频响越小。因此,设计开发双弹性垫板的扣件,应该根据轨道板位移控制和加速度控制综合考虑。     

往复荷载作用下WJ-8扣件纵向阻力试验研究

研究目的:在温度作用下,简支梁桥梁体会发生热胀冷缩,长期作用下将导致桥上无砟轨道梁端扣件系统发生破坏,严重时将不能满足线路的功能要求。本文通过往复加载试验模拟温度效应下32 m简支梁桥梁端扣件破坏过程,以此研究轨下垫板滑出过程机理及其对扣件纵向阻力的影响。研究结论:(1)随着对轨道加载试验次数的增加,2 mm位移对应的扣件纵向阻力先增加随后波动式降低,扣件滑移阻力先增加后逐渐减小,而垫板窜出位移量持续增大,可以预测当加载工作继续进行时,2 mm位移对应扣件纵向阻力及滑移阻力将继续减小;(2)随着垫板窜出位移量的增加,2 mm位移处扣件纵向阻力先增加后缓慢减小,扣件滑移阻力先有所增加而后逐渐减小;(3)扣件垫板窜出过程中,垫板纵向拉长,厚度减小,弹性降低,轨下橡胶垫板的弹性位移逐渐减小,且钢轨更易产生滑移;(4)在往复加载过程中,影响扣件纵向阻力的因素有两个:垫板表面的粗糙度及垫板窜出位移量,前期阶段垫板表面的粗糙度为主要影响因素,而后期阶段垫板窜出位移量影响更大;(5)本研究成果对于指导无砟轨道线路扣件的养护维修具有一定的参考意义。     

浮置板轨道结构对地铁车辆轨道耦合系统动力性能影响分析

以北京地铁6号线车辆为样本,研究了浮置板轨道对于车辆轨道耦合动力学模型的影响。建模时将浮置板轨道考虑成柔性体,用有限元实体单元建模,并利用模态叠加法进行求解。仿真后得出如下结论:与轨道不平顺引起的冲击相比,采用浮置板轨道后所产生的枕跨冲击、过渡冲击、轨道板冲击并不明显。车辆在浮置板轨道上行驶时,其竖向悬挂系统能够较好地降低轮轨的冲击力;轨道垫板刚度的主要影响是频率在60~150 Hz范围内的振动,对低频振动影响较小。随着轨道垫板刚度的变大,轮轨垂向力和轮重减载率逐渐变大,但其对轮轴横向力和脱轨系数影响很小,对车体振动几乎没有影响。轨道垫板刚度的主要影响是频率在10 Hz左右的轨道板的振动,对浮置板钢弹簧支承力的影响较小,即对路基的减振效果影响较小。     

采用硬阔叶树种延长枕木使用寿命

采用硬阔叶树种延长枕木使用寿命据有关资料统计，我国铁路所使用防腐枕木，因轨道垫板对木枕切压导致防腐层破坏而发生腐朽占报废枕木的６０％～７０％，因此解决轨道垫板切压而引起报废是延长木枕使用年限的关键。当前解决这个问题的办法很多，如铺轨范围塑化、胶合枕木...     

重载铁路弹性支承块式无砟轨道轨距保持能力计算分析

弹性支承块式无砟轨道结构整体弹性较好,有利于降低轮轨相互作用力并减缓对隧道基底的振动冲击,是重载铁路长大隧道内较为适宜的轨道结构形式。但弹性支承块式无砟轨道采用两个独立的弹性块体支承钢轨,其保持轨道几何状态,尤其是保持轨距的能力相对较弱。本文通过有限元模型计算,结合室内相关试验结果,研究分析了重载条件下弹性支承块式无砟轨道轨距保持能力的影响因素。结果表明:增大支承块的长度、宽度以及埋深,可减小支承块横向间距扩大、轨距扩大、钢轨转角和支承块转角;当支承块埋深不变时,增大支承块高度对轨距扩大、钢轨转角及支承块转角的控制不利;增大支承块套靴侧向刚度,可减小支承块横向间距扩大、轨距扩大、钢轨转角和支承块转角;增大轨下垫板刚度和支承块下垫板刚度,轨距扩大不断减小,但轨下垫板刚度的增加主要是降低钢轨转角,对支承块的几何状态影响不大,而支承块下垫板刚度的增加主要是降低支承块横向间距扩大,对钢轨转角的影响较小。     

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。     

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。     

嵌入式板式轨道系统

轨道结构按其轨下基础形式可分为有碴轨道和无碴轨道。最近，英国开发的一种新型无碴轨道。这种英文名缩写为BBEST的嵌入式板式轨道系统不需要轨枕或垫板的固定和支撑。在西班牙和英国试验性应用之后，这种新型的嵌入式轨道系统将获得最后的正式批准。     

国内外弹性轨枕的研究与应用

铺设弹性轨枕是减少有砟轨道结构道床养护维修工作量的一项重要技术措施,国内外均对此开展了大量研究工作。国内外研究现状的总结分析表明:弹性轨枕对于轨道的刚度均匀化、减少道床应力、减轻道床及下部基础的冲击效应具有一定的效果,但铺设弹性轨枕的线路存在轨枕横向阻力降低、钢轨和轨枕振动加速度增大、道床不稳定、线路噪声增加等问题;设计时枕下弹性垫板刚度应与轨道结构的整体受力统一考虑,硬的轨下垫板与非常软的枕下弹性垫板组合使用可能会导致轨枕出现裂纹,软的轨下垫板与硬的枕下弹性垫板组合为较合理的配置方式。总体来看,弹性轨枕对于改善整个轨道结构弹性是有利的,可在下部基础刚度较大的特殊区段使用。     

提速道岔加长型普通垫板强度分析

轨下垫板的强度和耐久性对轨道安全稳定运行有十分重要的作用.通过对厚27 mm的提速道岔用加长型铸造垫板和锻造垫板的力学分析,应用ANSYS通用有限元软件建立计算模型,检算了铸造垫板和锻造垫板的应力、位移和疲劳强度.结果均满足要求.     

老化作用对无砟轨道扣件橡胶垫板刚度影响的试验研究

WJ-7B型扣件是我国高速铁路无砟轨道采用较多的一种扣件,扣件的橡胶垫板提供轨道结构的弹性,对高速列车运营舒适性有重要影响.结合橡胶的材料特性,通过橡胶老化和疲劳试验,分析了材料老化对橡胶垫板刚度的影响.试验结果表明,在-40℃和+23℃环境温度下,老化作用对橡胶垫板原有疲劳性能略有改变;而+40℃环境温度下的疲劳试验,老化作用对橡胶垫板原有的疲劳性能影响较为明显,以疲劳前后静刚度变化率为例,老化后的橡胶垫板变化率为9.36%,未老化橡胶垫板变化率为15.76%.     

城市轨道道岔减振器的设计及应用

道岔轨道减振器是在地铁及轻轨道岔区使用的轨道减振产品,其结构形式上类似于普通剪切型轨道减振器,在不改变道岔原有设计的基础上通过加装该产品能够有效降低行车所产生的振动和噪声,效果比采用橡胶垫板减振的传统道岔显著。对于频率30Hz以上的振动,使用该类产品可降低噪声10～12dB。简要介绍其设计原理及在北京地铁10号线上的应用情况。     

城市轨道交通轨面不平顺调整的实践

城市轨道交通线路整体道床下沉后,如何调整轨面平顺度是一项重要的课题.对增加铁垫板下调整垫层高度后轨道刚度的变化、轨道几何形位的稳定性等方面进行研究,认为在目前条件下轨道结构尚处于稳定状态,但轨道结构的动态稳定性还需作进一步的研究.使用刚性较大的酚醛环氧玻璃板作为轨面的调高垫板是可行的.     

客运专线18号无砟道岔用硫化垫板的研究设计

介绍了一种无砟轨道道岔用硫化垫板.该垫板的结构属压缩型,在胶料配方上以天然胶为主体,采用碳黑原位接枝改性技术,能在满足刚度要求的前提下有效降低胶料硬度,并大幅度提高定伸应力.在产品设计上应用有限元分析,通过计算确定最佳型面,并提出双刚度设想,确保了扣件系统在受到冲击荷载或超载情况下的二次刚度保护,保证道岔中扣件节点刚度与轨道刚度匹配以及岔区刚度均匀.     

填充高阻尼材料增强网孔式橡胶弹性垫板的性能

刚度和阻尼是影响轨下弹性垫板减振性能的重要参数。针对一种新型网孔式橡胶弹性垫板,建立三维有限元模型研究其刚度和阻尼特性,以及网孔中填充高阻尼材料对垫板阻尼特性的影响。研究结果表明:相较于传统的沟槽式弹性垫板,网孔式弹性垫板具有更大的弹性,阻尼比略大,内部应力分布均匀,应力较低;在网孔中填充高阻尼材料可以大幅度提高垫板的阻尼比,改善垫板内部应力分布,还可通过改变填充物饱和度调整弹性垫板的垂向位移量,使垫板适用于多种刚度要求的轨道系统,拓展垫板的适用性。     

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。     

广佛线二期轨道工程拆解方案研究

系统总结广佛线二期工程远期与广佛线三期工程及佛山6号线实施拆解时的轨道设计方案,主要包括:拆解段预留道岔安装条件;采用修补性佳的合成枕;利用加厚铁垫板和调高垫板设置全超高;合理组织拆解施工工序;提高拆解地段的轨道平顺性等。