时速350km客运专线铁路可动心轨辙叉单开道岔的结构设计

介绍了国内外高速道岔发展概况,吸收国外高速道岔的先进设计理念,结合时速250 km客运专线18号道岔的铺设、运营情况,自主研发了时速350 km 18号可动心轨辙叉单开道岔,通过理论分析、系统设计、结构比选,对道岔主要尺寸进行了确定。并进一步对转辙器部分尖轨型式、尖轨跟端结构、防跳限位装置等结构进行阐述;对可动心轨辙叉部分翼轨断面、长短心轨拼接方式、护轨及护轨垫板、防跳卡铁、间隔铁等零部件所进行的特殊设计做了详细说明。     

城市轨道交通上盖开发车辆段7号可动心轨辙叉道岔减振降噪性能研究

城市轨道交通车辆段物业开发是大中城市开发“新型土地资源”的重大举措,其建设规模不断扩大,由此带来的环境振动噪声问题逐年凸显,车辆段内轮轨振动与摩擦、钢轨接头及道岔有害空间处的轮轨冲击是振动噪声的主要来源。针对此,基于面向振源的上盖开发车辆段无缝化减振降噪技术理念,研发城市轨道交通50 kg/m钢轨7号可动心轨辙叉道岔,并对试验段进行轨道结构和环境振动噪声对比测试和仿真分析。研究表明：(1)可动心轨道岔消除有害空间,有效降低心轨处轮轨冲击受力,相较于固定型道岔,减振降噪效果明显,随着行车速度的提高,效果进一步增加;(2)车辆通过道岔直股,速度最大为25 km/h时,地面源强处(距岔线中心线7.5 m)减振3.58 dB,轨旁噪声降低4.63 dB(A),环境噪声(距岔线中心线水平距离7.5 m、距轨顶面3.5 m)降低5.63 dB(A);车辆通过道岔曲股,速度最大为25 km/h时,地面源强处减振3.70 dB,轨旁噪声降低4.75 dB(A),环境噪声降低5.87 dB(A)。     

面向振源控制的车辆段轨道减振降噪关键技术

在车辆段用地范围内进行TOD开发,实现城市轨道交通与商业、住宅等各类物业的有机融合,需要采取有效的减振降噪措施。目前,降噪措施仍以控制传播途径和控制受振体为主,而车辆段内钢轨接头多,道岔多,小曲线半径多,振动噪声问题还比较突出。基于振源控制的轨道减振降噪设计理念,优化轨道减振扣件刚度和轮轨间表面粗糙度,并将轨道不平顺质量指数TQI值控制在6～7,可有效改善轮轨间关系;研发了50 kg/m钢轨冻结接头、臂展式阻力枕、轨温检测等轨道无缝化关键技术,实测道床等效横向阻力达14 kN/m;建立了车辆段咽喉区道岔群无缝线路计算模型,提出了咽喉区道岔群强度和稳定性计算方法,完善了无缝线路设计理论体系。研究结果表明,采用减振降噪技术消除了道岔有害空间,优化轮轨关系,降低轮轨冲击振动,从振动源头降低振动噪声,钢轨垂向振动噪声降低约13 dB,传递至隧道壁可降低约4 dB。     

高速道岔辙叉结构不平顺动力学特性分析

通过分析高速道岔辙叉区测试数据发现,在辙叉区存在明显的轮轨冲击响应,部分情况下减载率瞬时峰值接近安全限值。建立高速道岔辙叉动力学模型,分析高速列车通过辙叉区时的动力学响应。结果表明:轮对通过辙叉区时轮轨接触点在翼轨和心轨之间进行转换,车轮滚动圆半径发生改变,轮对质心垂向位置在轮载过渡区急剧变化,高速行车环境下形成轮轨冲击荷载。通过设置合理的翼轨抬高值,可有效抑制轮对质心垂向位移,降低轮轨动力作用,从而改善辙叉区结构不平顺的动力效应。     

翼轨加高值对高速列车过岔动力特性影响分析

基于岔区轮轨接触关系及轮轨系统动力学理论,以18号高速道岔可动辙叉为例,分别建立翼轨不同加高设计方案下的辙叉模型以及CRH2型车车辆模型,分析翼轨加高设计对列车过岔动力特性的影响。研究结果表明:列车过岔时,随着翼轨向外弯折,轮轨接触区域开始外移,并由此造成轮对质心垂向位置的降低,引发剧烈的轮轨冲击作用;通过设置合理的翼轨加高值,可有效解决轮对质心垂向位置降低的问题,提高列车过岔平稳性及旅客乘车舒适度;翼轨最大加高值为2 mm时最佳,与无加高设计相比,翼轨加高后,列车第一轮对垂向轮轨力及减载率最大值分别降低了18.16%和35.8%、轮对和车体的垂向加速度则分别降低了48.1%和34.7%,列车垂向振动特性得到明显改善;随着列车运行速度的提高,其过岔时的轮轨动态响应也会不断加剧,鉴于翼轨加高可有效降低列车过岔时的垂向动力相互作用,合理的翼轨加高设计将对列车在岔区的提速具有重要意义。研究成果可为我国铁路线路道岔可动辙叉的结构优化设计提供理论参考。     

浙赣线简支梁桥上无缝道岔设计

浙赣线是我国首次在时速200km客货共线铁路简支梁桥上铺设无缝道岔的铁路干线，本文介绍了桥上无缝道岔布置、检算及道岔结构改进设计等内容，对简支梁桥上无缝道岔的设计及养护维修有一定的参考价值。     

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。     

动车运用所内9号道岔侧向通过性能研究

为改善动车运用所9号道岔侧向通过性能,分析50 kg/m钢轨9号道岔结构特点,根据钢轨表面光带特点分析轮轨接触特征,确定轮轨型面匹配的优化目标,设计道岔区曲基本轨廓形。基于多体动力学理论建立动车组-道岔动力学模型,计算动车组通过9号道岔时的动力学响应,分析钢轨廓形对道岔区侧向动力学性能的影响。结果表明,动车组通过9号道岔侧向时在大幅值转辙角作用下轮缘参与导向,轮对形成较大冲角冲击尖轨轨肩,产生较大轮轨横向力和轮缘磨耗指数。以预导向理念优化钢轨廓形,增加轮径差改变轮对运动轨迹,轮对预先向曲基本轨侧偏移,形成反向轮对横移,使轮缘接触尖轨的位置后移0.33 m,轮轨接触特征发生改变,轮轨横向力和轮缘磨耗指数分别降低9.3%、16%,安全性指标脱轨系数也有所改善,提高了道岔侧向通过性能。通过钢轨打磨实现优化廓形,钢轨表面实际光带分布符合实际预期,改善轮轨接触状态。     

客运专线42号无砟轨道无缝道岔参数分析

为了满足客运专线建设的需要,我国研发了时速350km客运专线42号无砟轨道无缝道岔。除了常规的各项检算外,其他设计参数包括扣件阻力和翼轨末端间隔铁数量,也要根据客运专线的要求进行检算。建立了客运专线42号无砟轨道可动心轨无缝道岔有限元计算模型,对不同扣件阻力和不同翼轨末端间隔铁数量条件下的道岔的主要力学特性等进行计算分析与比较,对客运专线42号无砟轨道无缝道岔的设计参数的选择提出建议。     

时速400 km速度级内轮轨间水介质条件下牵引黏着系数试验研究

在试验条件基本相同的情况下,全尺寸高速轮轨关系试验台与线路实车在160～300km·h-1速度范围内轮轨牵引黏着系数试验结果有较好的一致性.利用全尺寸高速轮轨关系试验台,测试时速400 km速度级内水介质条件下车轮表面在低、中、高粗糙度水平时牵引黏着系数随速度的变化规律,并将车轮在中等粗糙度水平时的试验结果与日本新干线...     

新型160 km·h~(-1)集装箱专用平车动力学性能分析

针对研制中的时速160 km新型快速集装箱专用平车存在的横向运动稳定性差、对线路的动力作用相对较大等问题,提出如下4项改进措施优化车辆设计.①采用增大车体抗扭刚度和侧滚转动惯量的侧墙结构;②一系悬挂采用单拉杆加钢弹簧结构的弹性定位方式;③适当减小二系悬挂的横向刚度;④选择常接触弹性旁承参数时兼顾车辆的横向运动稳定性和曲线通过性能.建立平车与轨道动态相互作用分析模型,并采用机车车辆-轨道耦合动力学仿真分析软件分析改进后时速160 km新型快速集装箱专用平车的动力学性能.仿真结果表明:改进后的时速160 km新型快速集装箱专用平车具有良好的横向运动稳定性、曲线通过件能和直线运行平稳性,轮轨动力作用较低;以时速50 km侧向通过12#固定辙叉道岔和以时速160 km通过轨道低接头时,对线路的动力作用均满足设计规范要求.     

无缝道岔心/翼轨快速胶接技术的研究

道岔是轨道结构的最薄弱部分,是限制列车运行速度的关键设备。随着铁路提速工作的全面展开,跨区间无缝线路的铺设,道岔无缝化摆到研究课题之列。除了道岔平面设计参数、道岔结构设计以及电务转换设备需要研究外,道岔的长心轨与翼轨的联接方式也需要关注。因为这是铺设跨区间无缝线路,传递温度力的关键技术和行之有效的方案。心,翼轨之间的联接有多种办法,最常见的联接方法是机械联接(螺接),这种方法在振动严重的情况下很容易失效；再     

时速250km级18号道岔设计理论与试验研究

为确保客运专线建设成功,铁道部组织进行了客运专线道岔的自主研发。本文以系统集成设计方法,建立了250km/h客运专线道岔动力强度、无缝道岔设计理论、转换计算理论、轨道刚度设计理论等设计理论体系,优化了道岔平面线型,研发了新型扣件系统及心轨一动处工电结构,实现了岔区轨道刚度的合理设置与均匀化。对所研制的250km/h客运专线有砟轨道18号道岔在胶济线进行试铺和动测试验,CRH动车组、提速客车及货车直、侧向过岔时的动力测试结果表明,该道岔具有较高的安全性和列车运行平稳性,证明了客运专线道岔设计理论体系的科学性及道岔结构设计的合理性。     

道岔板铺设精密测量技术

新建武广铁路客运专线,设计时速350 km,正线50号高速道岔和部分18号高速道岔采用整体道岔板式无砟轨道技术。整体道岔板是新型道岔整体道床施工技术,相比其他无砟轨道道岔技术的优点是:精度高、分块安装施工速度快、在无岔轨情况下可铺轨临时通过,从而缩短整体施工工期。其精密测量是道岔板铺设的关键技术之一。     

城市轨道交通60 kg/m钢轨12号单开道岔设计研究

北京新机场线是时速160 km的城市轨道交通线路,相较于普通城市轨道交通线路,具有列车轴重大、速度高、通过地段复杂多样等特点,有必要对其道岔系统进行专门研究。研究的重点为道岔平面线型、结构构造、轨下基础及工电结合部等几个方面。研究结果:采用60AT2尖轨并设置轨底坡或轨顶坡,提高了列车经过岔区时的平稳性和旅客的乘座舒适度;采用镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉提高了辙叉使用寿命,减小了养护维修量;采用不同刚度的板下弹性垫层,实现了城市轨道交通道岔岔区的刚度均匀化及整体低刚度化,有效降低了岔区的振动噪声。     

桥上无缝道岔设计评估及注意事项探讨

随着我国铁路和城市轨道交通的建设和发展,跨区间无缝线路的广泛铺设,越来越多的桥上铺设无缝道岔,而桥上无缝道岔较一般的桥上无缝线路受力变形更为复杂,道岔几何形位更难保持。基于桥上无缝道岔梁轨以及道岔股道之间相互作用理论,分析了桥上无缝道岔整体设计的检算评估方法,并阐述了设计中的注意事项。     

400 km/h高速铁路道岔选型探讨

开展400 km/h高速铁路设计、建造、运营、维护成套技术研究,推动中国高速铁路技术实现新提升,打造一条400 km/h新建高速铁路示范线是当下新的战略任务.道岔是铁路线路中引导列车换线运行的关键设备,本文基于高速道岔设计理论,开展400 km/h高速铁路道岔选型研究,从道岔结构、站场条件、工程投资、铁路运输、道岔应用...     

哈大高铁60kg/m钢轨62号高速道岔关键制造技术研究

研究目的:为满足哈大高铁的建设需要,进一步提高运输效率,缩短列车运行时间,研究设计时速350 km 60 kg/m钢轨62号高速道岔,使道岔侧向容许通过速度提高到220 km/h。本文主要阐述62号道岔加工的关键技术以及辙叉组装和道岔整体铺设技术,以提高大号码道岔研究水平。研究结论:通过对62号道岔关键制造技术的研究得出:(1)在制造过程中控制长细比达到2 168的钢轨件发生变形,对整组道岔的试制成功起着至关重要的作用;(2)钢轨件加工质量直接影响道岔的组装、试铺以及上道后的运行状态,是道岔制造的关键;(3)道岔的关键件加工技术主要包括尖轨、心轨、翼轨等钢轨件的加工,同时也包括垫板加工和硫化处理;(4)道岔组装和整组铺设的关键技术包括道岔铺设组装平台的改造、道岔铺设组装基准的确定、道岔的初步组装、道岔铺设的精调、工电联调等;(5)该62号道岔于2011年铺设在哈大高铁线路上,经过三年多的上道运营,实践状态良好,可广泛应用于侧向通过速度220 km/h的高铁线路。     

城市轨道交通7号无砟道岔的无缝化设计研究

结合宁波地铁5号线前殷停车场的无缝线路设计方案,建立无砟轨道无缝道岔的空间耦合有限元仿真模型,对城市轨道交通7号无砟道岔无缝化后的钢轨强度、轨道稳定性、间隔铁受力及冻结接头受力等进行计算分析。研究结果表明:在温度荷载作用下,道岔基本轨承受一定的附加力作用,钢轨最大温度力出现在辙跟基本轨处;尖轨尖端纵向变形最大,基本轨纵向变形较小;冻结接头受力在岔头位置出现最大值;7号无砟道岔采用冻结接头的无缝化设计可行。     

道岔侧线对无缝道岔的影响

道岔与无缝路线焊接的，随着轨温的变化，长钢轨纵向温度力将直接作用于道岔的辙叉和转辙部分。在无缝道岔的设计施工时，由于站内线路条件的限制，道岔侧线长钢轨的长度较短，在和钢轨温度力的作用下，道岔两尖轨的伸缩位移差较大，影响道岔的正常使用。为此，根据道岔区基本轨、导轨间的相互作用关系，分析计算了侧股为普通线路时，无缝道岔区钢轨纵向力及移量的分布，并根据分析结果提出了改进措施，以保证道岔的正常使用。