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。     

提速道岔技术水平提升与全面优化

研究目的:针对近几年来国内外高速、客运专线道岔技术的发展和我国铁路建设对道岔技术性能要求的不断提高,研究分析已在我国铁路线路上全面应用并发挥了重要作用的提速道岔的技术发展方向,旨在尽快提升铁路提速干线道岔整体技术水平。研究结果:通过对国际高速铁路道岔技术、我国客运专线道岔技术的分析,结合提速道岔十几年来的运用情况,借鉴200 km/h 60 kg/m钢轨可动心轨单开道岔技术优化成功运用的经验,提出"对现有各主型提速道岔以理论分析为基础,从道岔线型到主要关键零部件结构进行全面优化设计,彻底消除既有提速道岔存在的安全隐患,迅速开展全面优化升级工作"的建议,从而为提升提速道岔的整体技术性能和水平,更好地适应铁路建设发展的需要,满足运营要求提供借鉴。     

转辙器轨距加宽对高速道岔动力特性的影响

运用道岔系统动力学理论,考虑轨距加宽式转辙器的结构特性,建立列车/道岔耦合动力学模型,以350 km/h客运专线18号高速道岔为例,计算分析了列车以350 km/h直向及80 km/h侧向过岔时的动力特性.结果表明:转辙器轨距加宽可提高列车直、侧向过岔时的平稳性,降低直向过岔时尖轨的磨耗指数,减轻尖轨侧磨,增加尖轨开始受力截面的轨顶宽度;增大转辙器部位的动轮载、轮缘力及动应力,对尖轨受力不利;转辙器轨距加宽对列车侧向过岔的轮重减载率和脱轨系数有不利影响,对直向过岔的影响不大.因此,建议在我国350 km/h客运专线高速道岔设计中,暂不使用转辙器轨距加宽技术.     

客运专线铁路道岔的研制

客运专线铁路在我国“十一五”铁路建设中占有较大比例,道岔作为铁路线路的关键设备,起着极为重要的作用。通过对国外高速道岔和我国道岔发展现状的分析,从道床、通过速度、道岔号数、结构等方面介绍我国客运专线铁路道岔的研制情况,并结合“时速250 km 60 kg/m钢轨18号单开道岔”的研制成功,就自主研发和引进国外成熟技术谈几点感想。     

高速铁路侧向220km/h道岔的研究

阐述侧向容许通过220 km/h的62号道岔的设计参数和平面线型,分析道岔转辙器、辙叉、扣件系统、无砟轨道基础和转换系统结构,对主要部件参数进行计算.利用轮轨动力学分析动车组通过62号道岔时的安全性和平稳性,总结其在现场铺设的技术关键.现场动力学测试表明,动车组以385 km/h直向和以220 km/h侧向通过62号试验道岔时安全平稳,道岔关键部件变形和强度等满足设计要求,岔区刚度均匀化,转换设备工作正常.     

基于ADAMS的轨距加宽式道岔动力仿真分析

基于动态轨距优化(KGO)的方案,设计了一种18号客运专线轨距加宽式转辙器结构,研究了该结构的初始竖向不平顺。利用美国多体动力学软件ADAMS/Rail建立了客运专线列车CRH1的虚拟样机和道岔模型,对车辆以200 km/h直逆向和80 km/h侧逆向通过道岔轨距加宽式转辙器进行了动力仿真分析。     

250km/h客运专线无砟道岔的合理轨道刚度

研究目的:我国正在进行大规模的客运专线建设,其中时速250 km的客运专线占有相当大的比重.无砟道岔作为客运专线的重大基础设备,其轨道刚度影响动车组过岔时的安全性和平稳性,需进行合理设置.根据线路运营条件,运用理论分析,开展客运专线无砟道岔轨道刚度取值研究,为确定我国250 km/h客运专线无砟道岔的合理轨道刚度提供理论指导.研究结论:从列车运行品质、道岔应力状态、振动水平、变形大小和部件刚度匹配5个方面提出岔区合理轨道刚度的评判准则,并基于车辆一道岔空间耦合动力学理论和轨道变形分析建立岔区合理轨道刚度的确定方法,对我国时速250 km客运专线无砟道岔轨道的合理刚度进行了研究,结果表明:36～44 kN/mm的扣件系统刚度,290～330 kN/mm的轨下胶垫刚度,40～50 kN/mm的板下胶垫刚度最为合理.     

客运专线道岔轨距加宽式转辙器动力仿真

介绍德国基于动态轨距优化(K inem atic Gauge Optim i-zation)方案设计的FAKOP道岔,针对18号客运专线轨距加宽式转辙器,利用美国动力学软件ADAMS/Rail建立了车辆/道岔转辙器动力仿真模型,对车辆以200 km/h直逆向和80 km/h侧逆向通过道岔轨距加宽式转辙器进行动力仿真分析,并将车辆侧逆向通过18号轨距加宽式道岔和客运专线道岔的动力性能进行比较。     

客运专线18号有砟道岔铺设及验收标准的研究

结合我国自主研发的客运专线60 kg/m钢轨18号有砟道岔在胶州北站试铺工程,对18号道岔的原位铺设方法、施工机具、关键技术、存在的问题及建议等几个方面进行了阐述和总结。并对国内外250 km/h道岔的几何尺寸静态验收标准进行了比较分析,建议了中国250 km/h客运专线有砟道岔几何尺寸静态验收标准。     

时速350km客运专线铁路60kg/m钢轨42号单开道岔结构设计

我国自主设计研制的时速350 km客运专线用60 kg/m钢轨42号单开道岔,该道岔侧向允许通过速度为160 km/h,是我国目前为止试制、试铺的号码最大,侧向通过速度最高的道岔,也是我国首次采用双肢弹性可弯心轨技术并获得成功的大号码道岔。结构设计中在转辙器部分为减小尖轨扳动力及尖轨后端不足位移设置了12对辊轮,尖轨亦采用了预顶弯技术;在可动心轨辙叉部分心轨前端采用水平藏尖结构,大大提高了列车通过时的舒适性和平稳性,通过下一步的上道使用和试验,还将不断完善。