基于实测数据的曲线轨道处钢轨横截面载荷研究

铁路具有运量大、运输密度高、车辆轴重大等特点,其对轨道结构的冲击作用力相当大,容易导致钢轨磨损以及轨道部件破损,降低行车安全性。曲线轨道作为线路的重要组成部分,具有转向角和外轨超高的特点,因此列车通过时,轨道的受力状况会发生变化,导致车辆晃动、轨道磨耗加剧。为研究小半径曲线处钢轨的受力状况(包括垂向力和横向水平力),奥地利联邦铁路公司下属基础设施股份公司(?BB-Infrastruktur AG)开展了一项课题研究。研究目的是基于实测数据创建小半径曲线上钢轨横截面的垂向力和横向水平力载荷谱,并基于所创建的载荷谱估算小半径曲线中钢轨的寿命。     

成果信息

激光强化铁路小半径曲线及道岔钢轨部件技术激光强化铁路小半径曲线及道岔钢轨部件技术是以铁路小半径曲线及道岔区轮轨耦合关系、摩擦磨损机理、钢轨表面处理工艺及材料、设备、工装等方面的理论研究和科学试验为基础,采用金属材料激光表面强化技术,研制开发的适     

采用Ⅱ型轨撑提高小半径曲线轨道强度

在小半径曲线上采用新研制的Ⅱ型轨撑，有利于提高钢轨的稳定性，保持钢轨轨距，减少钢轨横向变形和不均匀磨耗，并可取消原采用的易折损的轨距杆，从而大大提高小半径曲线轨道强度。     

大秦重载铁路轨道强化技术方案的探讨

我国现有重载铁路轨道结构体系的安全储备不足,重载线路各种伤损和破坏现象严重,本文分析研究了重载铁路轨道强化技术,并在大秦铁路安装了轨撑、加强型弹条和横向阻力器等加强设备,各种加强措施经过了设计、结构分析、室内疲劳试验、现场铺设、动态测试试验、现场长期观测和效果评估等验证程序。研究结果表明:在小半径曲线、长大下坡道地段和特殊伤损地段上采取轨道加强措施后,轨道强化效果显著,起到了保持轨道结构线形的作用,间接减小了小半径曲线上钢轨磨耗,延长了小半径曲线钢轨使用寿命,减少了养护维修工作量。     

山区铁路小半径曲线钢轨接头病害综合整治技术

针对成都铁路局山区铁路小半径曲线接头病害严重的情况,研发了2.5 mⅢb型混凝土枕、弹性调高扣件、扣件通用型桥式接头夹板。通过采用新的轨道结构,铺设准无缝线路和Ⅰ级优质道碴等综合整治技术,使钢轨接头病害大幅度减少,运营实践证明取得了良好效果。     

小半径曲线铺设无缝线路适应性研究

小半径曲线因易发生高温胀轨等多采用有缝线路,大量存在的钢轨接头加大了轮轨动力冲击,轨道几何形位变化快,成为病害集中高发区,加剧小半径曲线钢轨伤损的形成与发展,增加了养护维修工作量及难度。随着无缝线路实践经验的积累及线路养修技术的进步,此类线路换铺无缝线路成为工务部门的优先选择。本文对半径<400 m地段的线路无缝化方案进行了可行性研究,从线路稳定性及钢轨强度两方面出发,提出曲线半径300 m及以上的小半径曲线铺设无缝线路、曲线半径300 m以下仍用有缝线路的技术方案,部分取消钢轨接头,对减少养护维修工作量、节约运营成本具有重要意义。     

重载铁路小半径曲线钢轨波磨对机车曲线通过安全性的影响研究

随着机车轴重的不断增加,轮轨磨耗加剧,重载铁路小半径曲线上的钢轨波磨越发普遍。文章基于车辆系统动力学理论,建立C_0-C_0型30 t轴重重载机车模型,利用MATLAB软件模拟小半径曲线上的钢轨波磨作为外部激扰输入,研究了小半径曲线钢轨波磨对机车曲线通过安全性的影响。结果表明,轮轨垂向力随着波磨波深的增大而增大,随着波长的增大而减小,当机车以不低于70 km/h的速度通过小半径曲线钢轨波磨区间时,极有可能出现轮轨瞬时脱离现象。为了保障机车曲线安全通过,以动态轮重减载率、脱轨系数和倾覆系数为评价指标,针对小半径曲线上不同波深和波长的钢轨波磨,给出了行车速度建议:对于波长为300 mm、波深为0.8 mm的钢轨波磨区间,机车安全通过速度不能超过70 km/h;当波磨进一步发展,波深达到1.0 mm时,机车安全通过速度不能超过60 km/h。     

企业专用线小半径曲线的养护

企业专用线小半径曲线病害的成因复杂,钢轨磨耗、轨道几何尺寸变形、机车车辆作用在轨道上的附加力均是小半径曲线病害的重要成因.调整好几何尺寸,加强轨道结构,探索小半径曲线变化规律,可以有效防止小半径曲线病害的产生.     

北京新机场线车辆段上盖物业开发轨道减振降噪设计

结合北京轨道交通新机场线一期工程磁各庄车辆段上盖物业开发工程,阐述该工程车辆段轨道振动与噪声特点,对车辆段库内、库外不同区域分别采取了相应的减振降噪措施。在采用车辆段轨道减振降噪成熟技术(在咽喉区碎石道床铺设高效减振垫,咽喉区小半径曲线设置阻尼钢轨)的基础上,研发了适用于车辆段库内无缝线路的50 kg/m钢轨冻结接头夹板,采用夹板与高强螺栓联结钢轨,使轨端密贴,实现了库内无缝化;研发了适用于库内50 kg/m钢轨的高等级减振扣件(减振效果大于8 dB)。该设计降低了上盖物业开发减振降噪措施的前期投入,为今后轨道交通上盖物业开发轨道减振降噪设计提供了新思路。     

小半径曲线钢轨侧面磨耗的探讨

文章用钢轨力学和车辆动力学方法对小半径曲线钢轨侧而磨耗进行研究，分析了轨道几何参数对曲线钢轨侧而磨耗的影响，并提出了减磨措施。     

30t轴重下朔黄铁路轨道结构强化技术试验研究

本文针对朔黄铁路开行30t轴重货车时既有轨道的适应性与强化措施等问题,进行了系统的理论与试验研究。采用动力仿真分析与30t轴重货车实车试验相结合的方法,分析30t轴重下轨道结构的适应性。朔黄铁路既有轨道结构能满足大轴重货车近期少量开行的要求,但大轴重货车作用于轨道的动态荷载会明显增加,既有轨道结构面临轨道部件伤损增加、疲劳寿命缩短、小半径曲线稳定性储备不足等问题。根据30t轴重下轨道结构荷载特点,有针对性地开展轨道结构强化措施的研究,重点开展SH-Ⅰ型重载轨枕与SH-Ⅰ型重载扣件、小半径强化措施、75kg/m钢轨移动闪光焊技术、直线钢轨打磨廓面、重载道岔的研发等工作,各强化措施均已在朔黄铁路实施。对朔黄铁路既有轨道结构的强化改造,可全面提升轨道结构等级,能满足30t轴重货车的运营要求。     

客货混运线路重载运输条件下钢轨适应性分析及强化措施

为解决大包铁路客货混运重载运输条件下钢轨长期适应性问题,从钢轨疲劳伤损、曲线钢轨磨耗和钢轨接头伤损方面进行论述和分析。根据现场调研及动态测试结果,提出大包铁路提升钢轨等级、强化小半径曲线、道岔等特殊区段轨道结构等强化措施;建议新建列车轴重25 t及以上的线路应铺设75 kg/m钢轨或60 kg/m及以上高纯度钢轨,并铺设跨区间无缝线路,按《铁路线路修理规则》规定的修理周期进行大型机械养护维修作业。     

线路轨距对曲线钢轨侧磨的影响

我国铁路较大部分是山区铁路，曲线多，特别是小半径曲线，钢轨更换的主要原因是磨耗。调查资料表明，我国小半径曲线铁路上的钢轨有98％是由于磨耗超限而报废的。曲线钢轨侧面磨耗又在磨耗超限中占较大比例。影响侧面磨耗的因素很多，主要有轨道结构几何状态，机车车辆走行部分的动力学性能，钢轨材质以及环境因素如温度，空气湿度、污染等。     

南京地铁钢轨掉块病害分析与防治

通过对南京地铁2号线曲线地段钢轨顶面掉块的观测研究,发现掉块发生在无减振措施的小半径曲线上股内侧,掉块是由于钢轨顶面疲劳伤损形成裂纹并发展而成。经分析认为:钢轨顶面掉块与曲线上股钢轨受力、线路轨底坡、轨道的弹性以及列车的驾驶模式有关。预防和减缓钢轨顶面掉块病害应从轨道设计、施工及后期运营维护三方面进行考虑。     

陇海线半径≤600 m曲线轨道加强措施技术方案

陇海线半径≤600 m曲线轨距、线形难以保持,上股钢轨侧磨严重,养护维修工作量大,其原因为列车通过曲线时对轨道产生额外横压。横压由导向力、未被平衡的离心力、轮径差道岔摩擦力组成。小半径曲线既有轨道结构强度不足,对不同半径曲线安装轨撑、调整轨距杆配置,分析评估不同配置情况下,轨道结构破坏情况及维修工作量变化,从而对陇海线既有轨道强化措施配置是否符合现场需要并对其改进措施提出可行性建议。研究结果表明:在小半径曲线优化轨道加强设备配置后,轨道强化效果显著,起到了保持轨道结构线形的作用,减少了养护维修工作量。     

现代有轨电车埋入式轨道结构研究

现代有轨电车埋入式轨道结构具有能与路面交通共用路权、节省占地、美观等优点。对现代有轨电车埋入式轨道结构进行分析和研究,讨论钢轨、钢轨固定结构、道床和道岔等关键组成部分的结构形式,提出正线宜采用槽型轨、小半径曲线地段宜选择现浇道床板结构等埋入式轨道在现代有轨电车中的应用方式建议。     

新型弹性减磨防脱护轮轨装置的安装与使用

介绍新型护轮轨的使用效果,该设备在减少钢轨磨耗,加强小半径曲线轨道结构、降低轨道的养护维修量和保障列车安全等方面效果显著.     

重载铁路曲线几何参数对钢轨磨耗影响的研究

重载线路小半径曲线外股钢轨侧磨速率明显加快.采用仿真计算结合现场测试,分析我国重载铁路轨道几何参数(超高和轨底坡)对曲线钢轨磨耗速率的影响规律.采用多体动力学软件 NUCARS 建立我国重载货车—轨道模型,改变超高和轨底坡两项轨道几何参数,采用数值积分方法仿真计算车辆通过曲线的性能.分析结果表明,设置合理的曲线欠超高和非对称的轨底坡可改善车辆通过曲线时的轮轨接触状态,降低了轮对冲角、外轨横向力和磨耗指数,从而在一定程度上减小钢轨磨耗速率.现场试验段长期观测的数据表明,两种措施对改善小半径曲线钢轨侧磨起到积极的作用.     

重载铁路小半径曲线钢轨减磨措施试验研究

论述延长朔黄铁路小半径曲线钢轨使用寿命采取的综合技术措施,开展曲线钢轨非对称型面打磨、曲线钢轨润滑、采用优质钢轨、轨道结构优化等研究与试验。阐述试验段设置原则和轨道结构配置等,并在朔黄铁路设置试验段,验证重载铁路小半径曲线钢轨减磨综合技术措施。通过分析试验段与对比段的减磨效果,以及与既有磨耗数据对比,钢轨减磨综合技术措施效果明显,并建议对打磨型面进行优化。     

高原大日温差环境下跨区间无缝线路研究

研究目的:本文利用无缝道岔稳定性公式和有限元方法对高原大日温差某车站无缝道岔的稳定性和力学性能进行理论计算，分析在年温差70℃左右、日温差40℃左右局部温度骤变的高原环境下铺设跨区间无缝线路的可能性，并对该车站及两端区间轨道进行跨区间无缝线路设计。采用胶冻结接头的方式消灭道岔和缓冲区有缝钢轨接头，在西藏地区第一次铺设桥上无缝道岔，一站两区间实现了跨区间无缝线路。通过一年时间在线监测和安全运营，积累了大量高原大日温差跨区间无缝线路可靠数据和运营经验。研究结论:(1)验证了在年温差70℃左右、日温差40℃左右局部温度骤变的高原环境下铺设跨区间无缝线路是可行的；(2)胶冻结接头作为跨区间无缝线路钢轨连接方式是可行的，可为既有非无缝线路无缝化提供又一个技术方向；(3)在大日差局部温度骤变的高原环境下，跨区间无缝线路养护关键是无缝道岔，一定要注意道岔的轨道几何形位状态和尖轨、心轨的位移，出现不良状态时及时加强养护。