无缝线路稳定性计算模型的研究

提出了两种新的无缝线路稳定性计算模型,分析了初始波长小于变形波长的单波曲线以及复波曲线的无缝线路稳定性.根据势能驻值原理推导出了稳定性计算的公式,并与现有公式进行了比较.在此基础上,分析了扣件变形对温度力的影响.     

设计规范中统一无缝线路稳定性计算公式存在的问题分析

《铁路无缝线路设计规范》中无缝线路稳定性控制采用修改后的"统一无缝线路稳定性计算公式"进行计算,其中对变形波长计算式作了实质性修改。该公式用于设计计算可能出现计算的无缝线路弯曲变形波长为∞或虚数的不合理情况。本文对存在的问题从理论分析和实际计算两方面加以论证。     

小半径曲线铺设无缝线路的研究与应用

用无缝线路稳定性统一公式对小半径曲线无缝线路进行稳定性检算时存在局限性，把轨道在温度力作用下的变形曲线设为正弦曲线的半波，可得出适用于R≤600m的小半径曲线的修正计算公式，并在无缝线路设计中应用。     

设计规范中无缝线路允许温升计算公式存在问题原因分析

《铁路无缝线路设计规范》规定无缝线路允许温升的计算采用修改后的"统一无缝线路稳定性计算公式"。该公式用于设计计算存在问题,本文对原公式及修改后的公式存在问题的原因加以分析。规范公式在建立过程中不妥当地改变了弯曲变形波长的性质,致使计算的无缝线路多种状态下的变形波长不可避免地出现无法解释的结果。     

无缝线路横向鼓曲失稳分析

运用有限单元法和无缝线路横向鼓曲稳定性理论,建立无缝线路横向稳定性计算模型,分析钢轨初始弯曲矢度、波长、导曲线半径及道床横向阻力对无缝线路稳定性的影响,提出提高无缝线路横向稳定性的具体措施。     

一种小半径曲线桥上无缝线路稳定性加强方案研究

针对小半径曲线桥上无缝线路稳定性问题,提出一种无缝线路稳定性加强方案,建立了考虑护轨作用的计算模型,通过修改计算参数,分析护轨本身和加强方案对桥上无缝线路稳定性的影响。结果表明:考虑护轨的影响,曲线半径小于600 m地段的无缝线路稳定性会被降低;在加强方案下,曲线半径大于250 m地段的无缝线路稳定性均能够得到提高,且随着曲线半径增大,提高量显著增大;加强方案下的护轨横撑槽钢强度能够满足要求;建议在进行小半径曲线桥上无缝线路稳定性分析时考虑护轨的影响,采用60 kg/m钢轨护轨的对桥上无缝线路稳定性影响的效果要好于采用50 kg/m钢轨护轨。     

朔黄铁路小半径曲线无缝线路稳定性及安全储备量研究

随轴重的增加,重载列车作用于轨道的荷载明显增加,在温度力和列车动载荷作用下,小半径曲线无缝线路产生"弹动"失稳。结合30t轴重条件下朔黄铁路无缝线路的稳定性问题,采用不等波长无缝线路稳定性计算方法,研究朔黄铁路小半径曲线无缝线路的稳定性以及不同强化措施下无缝线路的安全储备量。结果表明:在大轴重货车运行条件下,半径为400m的曲线无缝线路的最大温升已超过允许温升,其稳定性已无法满足要求;半径为450和500m的曲线无缝线路实际的安全储备量也明显降低;采用轨枕加密、更换重载轨枕和扣件的强化措施,可明显提高小半径曲线无缝线路稳定性;对于半径为400m的曲线无缝线路采用更换重载轨枕的强化措施后,在考虑制动温升为10℃条件下,其安全系数提高至1.43,即其稳定性得到明显增强。     

小半径曲线无缝线路稳定性有限元分析

研究目的：利用有限元法解决在温度力作用下无缝线路特别是小半径曲线的臌曲失稳问题。 研究方法：建立了包含钢轨、扣件、轨枕和道床阻力为一体的轨道框架模型，推导了相应的数值计算公式并编制了有限元程序。该模型还考虑了横向力对无缝线路稳定性的影响。 研究结果：得到了不同工况下钢轨横向位移一温度曲线，并与“统一公式”进行了比较。 研究结论：有限元方法在研究无缝线路稳定性方面是可行和有效的；有限元方法能计算出不同工况下的轨道结构从锁定轨温直到破坏全过程的横向位移，相对于“统一公式”，该方法可考虑各种复杂的工况，能更精确地反映轨道横向变形的趋势，从而为铁路工务部门养护维修提供理论指导。     

无缝线路轨道稳定性简便计算方法

无缝线路稳定性分析是无缝线路的理论基础和关键技术。本文在考虑轨道原始弯曲和非线性横向道床阻力的前提下,在轨道变形曲线假设为半波正弦曲线的情况下,应用内外力矩平衡法,进行无缝线路轨道稳定性分析,推导钢轨温度力计算公式。应用多元函数条件极值理论推导最不利的轨道弯曲波长,从而建立简便实用的无缝线路稳定性计算公式。将此模型的计算结果与《铁路线路设备大修规则》中铺设无缝线路允许温差表的要求进行了对比,两者计算结果较为接近。     

曲线轨道无缝线路呼吸及弹动机理分析

本文对曲线轨道无缝线路呼吸变形及弹动现象产生的机理进行了初步分析，指出曲线轨道无缝线路在受力方面的最大特点是存在径向温度分力，其变形失稳规律与直线轨道不同，对曲线轨道无缝线路稳定问题的深入研究具有重要的理论和实践意义。     

南仓特大桥桥上无缝线路设计

研究目的：研究刚构连续梁桥上无缝线路伸缩力的计算方法以及在曲线桥上不能设置伸缩调节器的情况下，如何加强无缝线路稳定性。 研究方法：通过对结构进行分析，建立刚构连续梁力学计算模型，利用计算机程序计算伸缩力；通过分析结构稳定性，研究桥上无缝线路线路加强设备。 研究结果：研制出在路基和桥梁地段都适用的无缝线路加强设备，即横向阻力器，通过实测阻力检算无缝线路稳定性。 研究结论：刚构连续梁可根据其结构建立计算模型计算伸缩力，计算参数宜采用实测数据，线路纵、横向阻力现场实测更重要；桥墩对梁的变形影响随墩刚度增加而增大，当采用高墩即墩顶纵向刚度较小时，影响也较小；横向阻力器制造、搬运和安装均较简单，而且对保证无缝线路稳定性有很大作用。     

R＝350m曲线铺设无缝线路的研究

论文介绍了最大轨温差幅度达到80．3℃、R＝350m曲线上铺设无缝线路的用其结果，突破了TB2098－89关于无缝线路铺设曲线半径不小于400m、最大轨温差幅度不超过72℃的限制。在分析小半径曲线铺设无缝线路特点的基础上，根据TB2098－89和TB2034-88，对秦皇岛地区R＝350m曲线铺设无缝线路的稳定性和强度进行检算，提出采用Ⅲ型轨枕、I级石碴的轨道结构强轨道横向稳定性的试验方案，并在无缝线路铺设以后，对道床向阻力进行了测试，验算的最大温差幅度比实际值富裕39．7℃，表明试验曲线无缝线路稳定性是有保证的。通过对实际铺设的无缝线路长达400天、通过总重87MGT的观测，无缝线路没有出现失稳现象，钢轨纵向位移和实际锁定轨温变化值都在允许范围内，钢轨磨耗2．7mm较以前的有缝线路7mm减少2．5倍，取得了经济效益。     

线路扣轨作业对无缝线路稳定性影响分析

根据无缝线路稳定性公式(波长相等模型)的基本理论和方法推导出扣轨条件下的无缝线路稳定性基本公式,分析了扣轨对无缝线路稳定性的影响、轨道膨曲的发生规律、产生的力学条件及主要影响因素的作用,提出了扣轨作业条件下无缝线路作业轨温范围,对现场扣轨作业具有理论指导作用.     

无缝线路稳定性分析有限元模型

利用有限元法建立包含钢轨、扣件、轨枕和道床阻力为一体的轨道框架模型。研究在温度力作用下无缝线路的臌曲失稳问题。推导相应的数值计算公式并编制了计算程序。轨道框架模型由4种单元组成：用考虑钢轨非线性变形的平面梁单元代表钢轨；无几何尺寸的两结点弹簧单元模拟钢轨扣件；弹性基础上的普通平面梁单元表示轨枕；弹簧单元模拟道床的横向、纵向阻力，并考虑了道床阻力的非线性特性。运用该模型，分析道床横向阻力、轨枕失效、曲线半径和线路初始弯曲对无缝线路稳定性的影响，得到不同工况下钢轨横向位移-温度曲线、钢轨内应力分布及钢轨和轨枕的横向变形分布曲线。     

武汉市轨道交通一号线一期工程无缝线路锁定轨温设计

武汉市轨道交通一号线一期工程全线采用高架双线整体道床线路，为便于减振降噪和运营管理，全线铺设了同一锁定轨温的无缝线路；而R-300m小半径曲线是本工程无缝线路保持稳定性的薄弱环节，其稳定性储备成为无缝线路锁定轨温的一个关键因素。本文对此进行了分析，并通过轨道稳定性、强度、断缝检算，确定了本工程无缝线路设计锁定轨温和伸缩区长度。     

有轨电车小半径曲线连续钢梁桥上无缝线路布置及其伸缩工况

为研究有轨电车小半径曲线连续钢梁桥上铺设无缝线路，利用有限元法建立轨道-桥梁曲线线型相互作用模型，分别对有缝线路布置、不设钢轨伸缩调节器无缝线路布置、设钢轨伸缩调节器无缝线路布置进行了降温伸缩工况计算。研究结果表明：有缝线路轨缝在大跨度桥梁梁端较难协调桥梁伸缩位移，轨缝存在夏季顶死、冬季拉大的病害；不设钢轨伸缩调节器的无缝线路导致曲线连续梁桥墩承受较大的钢轨温度力径向分力，曲线与直线线型衔接处存在轨向不平顺；设钢轨伸缩调节器的无缝线路通过钢轨伸缩调节器释放了钢轨温度力，桥墩承受的钢轨温度力径向分力较小。考虑到梁轨的纵向和横向耦合作用，采用曲线线型建立计算模型较为符合实际工况。     

考虑多影响因素的无缝线路稳定性研究有限元法

根据轨道结构特点以及轨道胀轨变形特征,将扣件、轨枕和道床模拟成一个弹性约束单元,导出约束单元的扭转刚度,将线路初始弯曲变形部分模拟成初始弯曲变形单元,从而建立考虑线路初始弯曲变形部分位置发生变化、不同初始弯曲变形弦长和初始弯曲变形矢度以及不同钢轨类型和曲线半径对无缝线路临界温升影响的无缝线路稳定性研究有限元法。算例分析结果表明:曲线半径越大,初始弯曲变形弦长越小,60kg·m-1钢轨线路比50kg·m-1钢轨线路的稳定性更高;曲线半径越小,初始弯曲变形弦长越大,50kg·m-1钢轨线路比60kg·m-1钢轨线路的稳定性更高。对于曲线半径较小的线路,初始弯曲部位越靠近线路纵向两端,线路的稳定性越差;扣件、轨枕和道床组成的约束单元刚度降低,临界温升也随之降低,会影响无缝线路的稳定性。     

内外力矩平衡法计算无缝线路轨道稳定性

采用内外力矩平衡法,并考虑轨道原始弯曲和非线性道床横向阻力及扣件阻矩,在轨道变形曲线假设为半波正弦曲线的情况下,对无缝线路轨道稳定性进行分析,并推导出钢轨温度力计算公式。输入不同的轨道变形波长,通过优化理论找出最小的钢轨温度力。将此模型的计算结果与使用《铁路轨道设计规范》条文中的轨道稳定性计算方法所得结果进行对比,发现两者计算结果较为接近。相对误差不超过3.8%,从而证明此方法的正确性。     

温度力作用下单元板式无砟轨道钢轨横向变形研究

为了研究无砟轨道钢轨横向稳定性,以曲线上单元板式无砟轨道无缝线路为对象,建立包括钢轨、扣件、轨道板和限位部件的无砟轨道钢轨横向变形计算模型,结合不同轨道板长度分析钢轨在温度力作用下的横向变形特性,讨论不同、限位部件弹性和初始弯曲半波长对钢轨横向变形幅值和扣件横向抗力的影响。计算表明,巨大温度力可导致钢轨沿线路纵向产生以轨道板为波长的周期横向不平顺,在小半径曲线地段,应采用刚度较大且塑性变形小的弹性限位垫层材料,重视半波长过小的初始弯曲的治理,并加强对钢轨横向位移和板端扣件使用状态的监测。     

西张线小半径曲线地段铺设无缝线路分析

从轨道强度、稳定性方面分析西张线300 m≤R≤600m曲线地段铺设无缝线路的可行性,提出R≥400m地段铺设无缝线路、R＜400 m地段仍用有缝线路的技术方案.