桥头引线与轨道刚度

随着时间的推移,桥梁两端外的轨道(桥头引线)常常发生下陷(如图1所示)。桥梁两端外轨道下陷,亦称冲击,是经常造成列车走行不平稳的地方,与其他位置的轨道相比,更需要经常进行轨道找平作业。人们普遍认为,轨道下陷是由于车轮通过桥梁上轨道与桥梁两端外轨道之间刚度急剧变化处所产生的动态车轮作用力所致。图2显示的是铺碴桥面桥梁上的轨道与该桥梁两端外轨道间轨道刚度(或称轨道模量)差。通过减少轨道刚度差,或使刚度过渡更为渐进,以此来消除桥头引线轨道下陷,为此虽然经过了多次尝试,但都收效甚微。由此引发了对轨道刚度差理论的研究,以期发现以往努力未成功的原因。为评估轨道刚度差造成桥头引线下沉,及其影响列车走行质量的程度,采用五种了不同的方法。其中包括技术上最复杂的方法和最基本的方法。五种方法的结果得到的结论相同:桥梁端头轨道刚度的变化对桥梁引线处的轨道下沉或列车走行质量未造成实质上的影响。     

桥头引线与轨道刚度

研究背景 桥头引线（距桥梁两端约50英尺的轨道）经常出现下沉．需要不断进行轨道找平。人们普遍认为这是由于桥梁上的轨道刚度大，而桥梁外的轨道刚度低．从而形成刚度差所致。     

美国联邦铁路局RR06-10号高速道岔研究结果

列车通过道岔时会产生较大的横向作用力和加速度，如图1所示．在尖轨和辙叉处尤突出。由于出现较大的横向力和加速度从而限制了列车通过速度．对旅客乘坐舒适度和设备构件带来不良的影响。     

大轴重商业运输中的钢轨特性——美国联邦铁路局研究结果RR07—16

位于科罗拉多州谱韦希洛的运输技术中心有限责任公司（TTCI）与联合太平洋铁路公司（UP）合作，对商业运输轨道的钢轨特性进行了试验。图1显示的是位于加利福尼亚州蒂哈查皮340英里程标处的第3试验地商业运输钢轨特性试验。试验表明，采用0．75英寸轨侧磨损极限标准，各种新型优质钢轨的平均使用寿命为200MGT（百万总重英吨），若采用轨头面积30％的允许损失标准，使用寿命大约为900MGT。 如使用0．75英寸轨侧磨损极限标准，两段已知MGT曲线的钢轨使用寿命为232到245MGT。使用环境包括较大的山区坡道及6至10度的曲率。在通过169MGT的观察期间，所有被评估钢轨的预期使用寿命相差在10％以内。在此期间，未进行钢轨打磨，也未发现钢轨顶面出现缺陷。 在加速运行试验基地（FAST）进行的类似试验表明，钢轨的预期使用寿命大约提高了一倍，这说明现场列车及润滑条件不同，条件更加恶劣。试验中未发现钢轨的硬度与磨损率大小之间有密切的关系。     

重载铁路12号固定辙叉道岔轨道刚度变化分布研究

本文通过建立重载12号固定辙叉道岔整体有限元分析模型,计算了岔区轨道刚度的分布特征。研究结果表明:道岔区轨道刚度不平顺问题较为严重,基本轨刚度转辙器区要大于连接部分和辙叉区,里轨刚度辙叉区最大,转辙器次之,连接部分最小。     

有砟轨道与无砟轨道动刚度特性差异研究

轨道动刚度是不同激振频率的荷载作用下,轨道抵抗变形的能力,由于有砟轨道与无砟轨道两种轨道的组成差异造成两者间存在较大动刚度差异。随着行车速度的提高、中高频段激振荷载的增加,有砟轨道与无砟轨道间的动刚度差异逐渐增大,这对于行车平顺性与结构耐久性会造成较大影响,但目前缺乏轨道动刚度的相关研究。为研究有砟轨道与无砟轨道间的动刚度差异,根据两种轨道的结构特点,建立相应的ANSYS有限元模型,通过对比分析,得出两种轨道的轨道动刚度在中低频段存在较大差异,轨下动刚度在全频段存在较大差异。为保证有砟-无砟轨道过渡段的行车平稳性与结构耐久性,需要考虑两种轨道间的动刚度过渡设计。此外,轨道动刚度特性分析可以指导高速铁路高低不平顺控制,从而保证行车平顺性。     

长期列车荷载下无砟轨道-桥梁结构刚度退化试验研究

为研究长期列车荷载作用下高速铁路无砟轨道-桥梁结构刚度退化规律,制作了CRTSⅡ型无砟轨道-简支箱梁结构体系1:4缩尺试验模型.通过开展1.8×107次多级变幅长期列车荷载试验,分析了无砟轨道-桥梁结构体系的挠度与刚度演化规律,研究了结构体系刚度退化情况并预测了其服役寿命.研究结果表明:多级变幅列车荷载长期作用下,无砟...     

轨道车辆频变刚度转臂节点机理研究与验证

传统橡胶转臂节点难以平衡轨道车辆曲线通过性与高速运行稳定性之间的矛盾,通常采用折中设计定位刚度来处理.通过在橡胶体内嵌液压机构可以实现转臂节点的变刚度,使其具有低频低刚度和高频高刚度的频变刚度自适应特点.主要介绍新型频变刚度转臂节点的设计原理,建立其力学模型,推导动态刚度的求解方法.通过仿真计算与试验数据对比,验证该数...     

通过机车司机室实施对车辆机械构件的遥控与监测——美国联邦铁路局研究结果

美国联邦铁路局研究与开发办公室研发了一种通过机车司机室的安全控制装置对铁路货车机械构件实施监控的系统。该研究项目的主要目的是利用先进的技术对车辆构件实施监控，保证调车人员的安全，提高工作效率，从而提高铁路的整体安全性。如图1所示，先进概念列车（ACT）采用了多种技术。ACT列车由一台机车和不同类型的货车组成。研究的重点是如何将机车司机室与牵引车辆可控构件联系在一起。货车的可控构件包括手制动机、车钩提杆、三组件车钩与折角塞门等。手制动机与汽车的停车制动装置类似，当铁路车辆不运动时使其停靠在固定位置。当车辆与列车分离时必须使用手制动机；当需要移动车辆时，必须释放手制动机。车辆分开时需要使用车钩提杆，提起车钩提杆，车钩解锁，将车辆分开。将车辆连接在一起，无需使用车钩提杆。折角塞门用于控制列车空气制动装置的空气系统。当需要将一节车辆与列车连接时，折角塞门必须打开，使空气流入制动系统。此外，列车最后一节车的折角塞门必须关闭，防止空气压力从列车的后部逸出。     

高速铁路64 m简支箱梁桥上无砟轨道无缝线路纵向力分析与桥墩刚度限值研究

为探究桥梁与轨道参数对无缝线路纵向受力变形的影响,建立跨度64 m简支梁桥上CRTSⅢ型无砟轨道无缝线路空间耦合有限元模型,分析复杂荷载下扣件阻力、弹性缓冲垫层及桥墩纵向刚度等参数对无缝线路的影响.研究结果表明:小阻力扣件可减小钢轨纵向力、缓冲凹槽和凸台间的相互作用,但会增加梁-轨相对位移,无砟轨道64 m简支梁桥上铺...