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.     

基于轮轨动力学的道岔尖轨切削方式选型研究

为给不同号码道岔选取合适的尖轨切削方式,以获得较好的行车性能和钢轨磨耗性能,基于轮轨系统动力学建立车辆-转辙器动力耦合模型,分别以18号和42号道岔转辙器为例分析5种尖轨切削方式下轮轨系统的动力响应及钢轨磨耗情况,对影响磨耗指数的相关因素进行计算。结果表明:从动力学角度对各种尖轨切削方式进行评判,可以为尖轨选型提供准确合理的指导;号码较小的18号道岔选择切线型及半切线型尖轨时使用性能较优,钢轨磨耗程度低,相离半切线型尖轨粗壮度大,也可作为主要线型之一;号码较大的42号道岔以半切线型尖轨适用性较强;计算运营中道岔转辙器动力性能时需考虑几何不平顺等因素的影响。     

1000mm轨距50kg/m钢轨10号单开道岔设计研究

针对国内现有米轨道岔由于技术标准低而不适用客运的实际情况,结合正在规划的相关旅游观光线路,对1 000 mm轨距50 kg/m钢轨10号单开道岔进行了设计研究,优化确定了道岔的平面尺寸,其半切断面较宽,尖轨直线段较长,尖轨冲击角较小,有利于提高尖轨的耐磨性能,并重点介绍了转辙器部分、辙叉部分和轨下基础的结构设计以及导曲线半径、轨距加宽和道岔各部间隔等各项参数的检算评估。     

铁路道岔轨距加宽与构造加宽研究

研究目的:铁路道岔侧股轨距是小号码道岔平面线型设计的关键,构造加宽引起的曲股最大轨距是其中的重要项点.铁路工务部门需要构造加宽作为道岔铺设、维护等工作的理论依据.本文提出的构造加宽计算方法可供道岔设计及施工人员借鉴.研究结论:通过对小号码道岔轨距加宽规律的研究,综合考虑曲线线型、尖轨类型、道岔始端轨距、尖轨尖端轨距、侧线轨距等因素,分析了道岔转辙器部分构造加宽的成因并提出了各种情况下的构造加宽计算方法,进一步完善了构造加宽的定义,开发了道岔构造加宽的通用计算程序.     

温度作用下42号无砟道岔的受力与变形有限元分析

利用ANSYS建立客运专线42号无砟道岔模型,计算分析大温差条件下的道岔受力与变形特点,同时讨论了转辙器跟端结构形式对道岔受力与变形的影响。计算结果表明:通过设置限位量合适的限位器可控制道岔钢轨的温度力与纵向位移,保证转辙器正常转换;在最大年轨温差较小的地区,尖轨跟端可不设传力结构,这样有利于道岔温度力的放散;尖轨跟端设置间隔铁时,须检算间隔铁部件和基本轨的材料强度是否满足要求。     

50kg/m钢轨5号单开道岔制造及铺设

直线电机车辆采用径向转向架,车辆的转弯半径小,在道岔选型设计中,可以适当减小道岔的导曲线半径和道岔号数,同时也可以减少车辆段用地。50kg/m钢轨5号单开道岔是针对广州地铁直线电机运载系统的特点而设计的道岔新产品。论述作为这种转辙角较大的小号码道岔,在研制过程中要重点解决尖轨不密贴、尖轨跟端错牙,改善小号码道岔因制造引起的不平顺性等工艺技术难题。     

60 kg/m钢轨15号单式同侧道岔设计

为满足国家铁道试验中心环形试验线的运行需求，研究设计了60 kg/m钢轨15号单式同侧道岔。道岔尖轨长度取17 823 mm，基本轨前端距尖轨尖端距离取1 955 mm；选用双曲线型辙叉，采用单肢弹性可弯心轨结构；全部岔枕采用垂直于大环线曲线外股工作边的方式布置。转换设备采用多机多点牵引方式和分动钩型外锁闭装置，转辙器部分设置三个牵引点，辙叉部分设置两个牵引点。为延长曲线道岔的使用寿命，重点进行了尖轨结构和可动心轨辙叉结构设计，尖轨尖端采用藏尖式设计，刨切小环线基本轨，增加尖轨尖端厚度。转辙器部分设计了尖轨防跳措施。翼轨跟端采用间隔铁与长心轨或叉跟尖轨连接为一整体。该单式同侧道岔铺设后使用状况良好。     

钢轨廓形优化对转辙器动力特性的影响研究

为提高列车高速直向过岔平稳性,将60N钢轨廓形及新设计的尖轨廓形应用于18号高速道岔转辙器部分,应用车辆-道岔耦合动力学理论,建立模型进行动力学仿真计算,与CHN60高速道岔转辙器动力特性进行对比。仿真计算结果表明:60N高速道岔转辙器部分轮载过渡段起点前移,轮载过渡时间增长;车辆直向经过道岔转辙器时的滚动圆半径差、轮对横移量和钢轨横向接触点外移幅值均减小,轮对蛇形运动幅度减小,行车平稳性得到提高;轮轨最大横向力由6.12 kN降低至4.75 kN,轮轨横向相互作用力减弱;车轮脱轨系数、车体横向加速度略有减小,轮轨垂向力、车轮减载率和车体垂向加速度变化不大,均在安全范围内。     

青岛现代有轨电车梳子型道岔技术

青岛现代有轨电车梳子型道岔是国内首创,其道岔布置形式、线型设计、结构设计较为新颖。线型布置打破常规道岔布置形式,相邻分支线路道岔中心的距离小于相同号数道岔的全长;道岔结构设计具有创新性,由1个普通双尖轨转辙器、多个单尖轨转辙器、多个复合型辙叉、1个双曲线辙叉组成。为今后现代有轨电车道岔设计提供了新方向、新思路,也可供站场道岔布置参考。     

三开道岔在地铁应用中的问题及应对措施

三开道岔在用地紧张、拆迁困难的地铁特殊要求地段应用优势明显,但同时存在尖轨组装精度低、密贴调试困难、短枕块铺设偏差大、个别尖轨最小轮缘槽偏小等问题。解决措施包括:(1)转辙器采用厂内组装办法,以降低调试难度;(2)采用钢桁架长岔枕,以提高转辙器整体铺设精度;(3)工电联调可执行《天津地铁60 kg/m钢轨9号对称三开道岔制造、铺设和养护维修技术文件》的相关规定;(4)尖轨最小轮缘槽可以通过调整尖轨动程和间隔铁偏差尺寸、尖轨轨底与滑床台间隙值来实现。结构上建议采用直线密贴线形尖轨,以及缩短尖轨活动段长度来提高转辙器部分的组装精度。     

40t轴重68kg/m钢轨18号道岔设计

提出了适用于40 t轴重铁路18号道岔的设计原则与技术指标。新型重载铁路道岔采用68 kg/m钢轨制造,道岔全长69 m,前长31 729 mm,后长37 971 mm。平面线型采用相离量24 mm、半径1 100 m的单圆曲线,仿真分析显示该线型动力学性能良好,曲线尖轨具有较好的耐磨性能;尖轨采用60AT1钢轨制造,曲线尖轨为"直曲组合型",直线段长度7 276 mm,直曲尖轨采用刨切基本轨加厚尖轨技术。辙叉采用可动心轨辙叉,翼轨采用TY钢轨、心轨采用60AT1钢轨制造,直向不设护轨,侧向增设一段护轨,用于保护叉跟尖轨的薄弱断面;尖轨、长心轨、翼轨通过锻压与68 kg/m钢轨顺接。     

基于有限单元法的转辙器扳动力计算软件开发及应用

在考虑道岔扳动力各种影响因素的基础上,以大型有限元软件ANSYS为计算平台,利用其自有的APDL语言进行二次开发,编制了转辙器扳动力计算软件。实现了各种道岔转辙器部分扳动力、反弹力、不足位移及轮缘槽宽的计算分析功能,为各种道岔转辙器的转换设计提供了理论指导。     

客运专线道岔转辙器部分轮载过渡段优化设计研究

为了研究转辙器部分轮载过渡段尖轨承载断面设计对高速列车过岔时安全性与平稳性的影响,采用动力学参数设计法和列车道岔系统动力学评估法,通过建立轮轨系统空间耦合振动仿真计算模型,主要对尖轨开始承载断面位置、降低值、完全承载断面位置三个影响因素进行分析.结果表明,降低开始承载断面降低值,前移尖轨开始承载断面、完全承载断面位置,有利于提高列车过岔稳定性;从提高行车舒适性角度考虑,将转辙器部分轮载过渡段设置为在直尖轨顶宽15 mm处降低3 mm,在顶宽40 mm处完全承载是比较合理的方案.     

高速铁路无缝道岔基础参数的试验研究

目前国内对高速铁路无缝道岔的理论计算,仍在采用提速道岔或秦沈线道岔的基础参数,与现场实际情况存在较大差别。本文通过高速铁路现场实测以及室内测试的研究方法,取得了高速铁路无缝道岔的扣件纵向阻力、普通钢轨接头摩阻力、道床纵向阻力、转辙器尖轨跟端间隔铁以及限位器滑移阻力等5个重要的基础参数,并与提速道岔和秦沈线道岔的参数进行了分析对比,完善了高速铁路无缝道岔的设计理论。     

铁路道岔转辙器部件轮轨两点接触计算方法研究

根据基本轨与尖轨的相对位置及轨下支撑方式,分析车轮与转辙器钢轨的接触特性,在考虑尖轨与基本轨相对运动的基础上,提出铁路道岔转辙器部件轮轨两点接触的计算方法,以18号单开道岔为例,对比分析了标准和磨耗车轮LMA踏面与钢轨匹配时的轮轨接触特性,验证两点接触计算方法的正确性和可行性。研究表明:车轮踏面磨耗后,轮轨接触点位置更多的位于尖轨轨距角附近,会增大尖轨的侧面磨耗;车轮踏面磨耗会导致轮载转移的位置后移,增大车辆进入道岔时轮对蛇形运动的距离和幅度,进而导致横向轮轨动力相互作用的增大;磨耗后的车轮踏面,其轮轨两点接触的可能区域分布较为分散,可能造成轮轨接触点的无规律跳跃,从而引起较大的轮轨冲击振动作用。     

转辙器部分轮轨接触应力分析

以客运专线18号道岔为例,选取磨耗型踏面车轮,建立弹性基底约束条件下的道岔区转辙器部分轮轨接触计算模型,对尖轨轨头顶宽20~50 mm范围内轮载过渡区,尖轨及基本轨的轮轨接触应力进行了较为详细的分析。     

地铁曲线尖轨道岔不可逾越速度动力分析

研究目的:为研究地铁曲线尖轨道岔的不可逾越速度,本文以地铁9号曲线尖轨道岔为例,基于轮轨接触几何算法和车辆-道岔系统耦合动力学仿真计算,在综合考虑车辆侧向过岔时的安全性及平稳性的基础上确定曲线尖轨道岔的不可逾越速度,以期为列车折返能力的提高和城际轨道交通道岔的设计提供技术支持与储备。研究结论:(1)在尖轨顶宽40 mm时标准LM车轮型面与轨道接触点分布已经过渡到尖轨上,而磨耗状态LM车轮型面与钢轨的接触点分布可能在基本轨上或者尖轨上,轮载过渡位置延后;(2)车辆过岔时主要以车体横向加速度为控制指标确定不可逾越速度,因此在地铁车辆运行过程中可对车辆横向加速度进行实时监测,作为车辆运行安全性和平稳性的监测指标;(3)标准LM车轮型面时地铁9号曲线尖轨道岔的不可逾越速度为50 km/h,磨耗状态LM车轮型面时9号曲线尖轨道岔的不可逾越速度为45 km/h;(4)通过提高地铁车辆ATP顶篷速度来提高ATO速度,可缩短发车时间间隔,提高列车运行速度和对运量的储备;(5)通过对地铁曲线尖轨道岔不可逾越速度的分析,可对地铁车辆运行安全性和平稳性进行监测,并针对列车行车间隔加密后可能引起折返能力不足的问题,为道岔提速研发提供理论支持。     

曲线尖轨线型对其磨耗特性影响的研究

为解决曲线尖轨使用寿命短的技术难题,研究并实践了直曲组合型曲线尖轨技术。新尖轨采用相离半切线型,前端直线段长度为5 439 mm,是原曲线尖轨前端直线段长度的2倍。重载车辆—道岔动力学仿真计算结果表明,该设计可显著减小列车顺向出岔时作用在尖轨前端的横向力及磨耗指标,从而改变尖轨磨耗特性,延长尖轨使用寿命。尖轨磨耗和寿命观测试验表明:新尖轨最大磨耗发生在尖轨宽60~70 mm断面,使用寿命是传统曲线尖轨的3~4倍,表现出和传统曲线尖轨不同的磨耗特性。     

驼峰平纵断面条件对脱轨安全性影响及整治方案研究

在综合考虑驼峰平纵断面、道岔特征基础上,建立驼峰溜放区车辆线路动力学模型,研究驼峰线路条件对脱轨安全性的影响。研究结果表明:为保证直圆点或变坡点造成的冲击和抬升量不与尖轨冲击相互叠加,驼峰曲线与第一分路道岔间夹直线长度及变坡点距尖轨长度宜大于轴距;尖轨区域重点控制轨距不平顺,为满足安全性,需保证轨距变化率不大于2‰;通过调整线路平纵断面参数改善驼峰线路条件的整治措施,可有效提高车辆溜放安全性,降低安全风险。     

轮轨润滑对高速道岔曲尖轨磨耗的影响研究

研究目的:为研究轮轨摩擦系数匹配对曲尖轨磨耗的影响,本文以18号高速道岔为例,结合车辆-道岔耦合动力学仿真计算,研究不同轮轨摩擦系数匹配下,车辆通过转辙器部分时的系统动力响应和轮轨磨耗特性,以期在保证车辆安全通过道岔的前提下,为降低曲尖轨磨耗、延长曲尖轨使用寿命,提供合理的轮轨摩擦控制方案。研究结论:(1)轮轨摩擦控制能有效减缓曲尖轨磨耗,两侧轮轨摩擦系数由0. 4降低到0. 1～0. 25,则钢轨侧磨将减小45%～76%;(2)相比于单侧轮轨润滑,双侧轮轨润滑下,曲尖轨侧磨降低可达40%;(3)轮轨摩擦控制对行车舒适性几乎没有影响,但当轮轨摩擦系数较低时,脱轨系数为0. 65,接近安全限值0. 8;(4)建议对服役道岔转辙器部分两侧钢轨进行润滑,保证基本轨侧摩擦系数不大于尖轨侧,以减缓曲尖轨磨耗,延长曲尖轨使用寿命。