Ⅰ型板式轨道上的扣件在曲线地段的调高调距分析

研究目的:Ⅰ型板式无砟轨道在曲线地段铺设时,由于轨道板是3～6m长的直线形混凝土板,板上扣件受扣件正矢、曲线超高等因素的影响,轨道板上的扣件会丧失一部分调高调距能力。为此,本文就扣件在曲线地段损失的调高调距能力进行详细、具体的计算分析。研究结论:在小半径曲线地段轨道板上的扣件调高调距能力丧失较多,Ⅰ型板式无砟轨道尽量铺设在曲线半径不小于1 600 m的地段;曲线半径越大,扣件正矢就越小,钢轨之间的轨距调整量的损失就越小,线路在运营养护阶段的轨距调整富余空间就大,同时轨道板上超高递减差就越小,这样既有利于施工,又有利于今后的养护维修。     

不同速度等级装配式轨道结构设计及检算

为深入研究时速80～250 km轨道交通装配式轨道技术,建立装配式轨道精细化分析模型,对轨道结构参数进行分析,综合考虑列车荷载因素、土建因素、曲线段轨道板矢距调整因素和施工因素对轨道结构参数的影响,并对轨道结构进行选型分析及检算。研究表明：(1)轨道板长度、扣件间距对轨道板受力影响较小,轨道板宽度和厚度增大,轨道板受力减小;(2)3个速度级下,轨道板长度为4.7 m,厚度统一为0.2 m,扣件间距统一为0.6 m;第Ⅰ速度级板宽为2.2 m,第Ⅱ、Ⅲ速度级板宽为2.5 m;(3)轨道板采用预应力结构,在板中开设圆孔限位;(4)装配式轨道采用“二层+回填”方案。检算表明,装配式轨道的强度可满足不同工况的使用需要。     

CRTSⅠ型板式无砟轨道在曲线地段的扣件调高调距分析

CRTSⅠ型板式无砟轨道在曲线地段铺设,由于扣件正矢、超高等因素的影响,轨道板上的扣件会丧失一部分调高调距能力。以宁安铁路为例对此进行了计算分析,经分析轨道板在小半径曲线地段扣件调高调距能力丧失较多,对线路今后的运营维修不利,因此建议CRTSⅠ型板式无砟轨道尽量铺设在曲线半径较大的地段。     

北京市轨道交通大兴线减振轨道结构的选型设计

通过对轨道振动源、传播及控制措施、减振设计原则、减振现状及发展等的分析,确定北京市轨道交通大兴线轨道减振结构,一般减振地段采用弹性扣件轨道结构,并铺设区间无缝线路;中等减振地段采用轨道减振器扣件;高等减振地段采用梯形轨枕轨道结构;特殊减振地段采用金属弹簧浮置板整体道床轨道结构。并建议城市规划部门、建设单位以及设计单位各专业设计者通力协作、综合治理,以达到预期的减振降噪目标。     

WJ-7型大调量扣件地段轨道动力响应测试及分析

为了恢复线路平顺状态,某线采用大调量扣件调整轨面高程。通过对大调量扣件地段轨道动力响应测试结果分析,评价其使用效果。分析结果表明,各评价指标均在安全限值之内;轮轨水平力、轮重减载率等指标随列车通过速度增大而增大;增加扣件调高量对轮轨垂直力、轮轨水平力以及脱轨系数的影响较小,但钢轨轨底横向位移、轮重减载率有增大趋势;在曲线段采用大调量扣件会导致钢轨轨头横向位移、轮重减载率和脱轨系数明显增大,建议在曲线地段扣件调高量不宜过大。     

高速铁路变形可调板式无砟轨道结构研究

在分析国内外高速铁路无砟轨道变形调整技术及应用经验基础上,基于结构安全可靠、变形调整便利、预制装配化施工等原则,考虑沉降、上拱、偏移等线下基础变形特征,提出了一种变形调整能力较强的板式无砟轨道结构。通过减小轨道板下调整层厚度或灌注聚合物砂浆实现轨道高低调整,通过移动轨道板并改变限位孔周边弹性缓冲垫层厚度实现轨道水平调整。在不损伤无砟轨道主体结构的前提下可实现高低调整量100 mm,水平调整量40 mm。提出的变形可调板式无砟轨道结构可为地质条件及气候复杂地区高速铁路无砟轨道设计及相关病害整治提供参考。     

铁路客运专线无碴轨道扣件探讨

研究目的研究无碴轨道扣件结构型式和关键技术,提出我国客运专线扣件技术发展思路和具体设计建议。研究方法结合遂渝铁路无碴轨道综合试验段扣件试验成果和我国客运专线线路和运营条件,总结分析国内外铁路无碴轨道扣件结构型式和技术特点。研究结果提出了无碴轨道宜优先采用带铁垫板的分开式、弹条有螺栓扣压钢轨和铁垫板、单层或双层弹性垫层、轨下基础不设挡肩扣件的建议。研究结论影响无碴轨道扣件设计的主要因素是合理刚度、绝缘性能和钢轨高低、轨距调整能力,可按节点静刚度25~50kN/mm,钢轨高低调整量不小于30mm,轨距调整量-10~ 10mm,道床电阻不小于3Ω·km进行扣件设计。同时在坚持自主创新的原则下,应积极引进Vossloh和Pandrol等扣件先进技术,促进我国铁路技术发展。     

隧道内Ⅰ型板式无砟轨道起拱整治方案研究

研究目的:受地质条件的影响,某运营线路隧道内Ⅰ型板式无砟轨道发生起拱,影响了行车安全性和舒适性,该地段已按120 km/h限速运行,需尽快开展整治。通过本次研究,提出可行的整治方案使该地段恢复正常运营。研究结论:(1)研究确定了对该地段既有线形采用竖曲线拟合方式设计为圆顺的目标线形,并通过揭板调整CA砂浆厚度达到目标线形的整治方案;(2)方案借助动力学仿真手段对目标线形进行了动力学检算,研究确定了揭板的范围和数量、揭板范围砂浆厚度调整量、局部地段保证最小砂浆厚度底座的切削量、天窗施工期间满足当日行车要求的扣件调整量、达到目标线形的扣件调整量等参数,制定了详细的施工工序;(3)现场利用20个天窗,按整治方案对26块轨道板砂浆厚度进行了调整,整治后解除限速恢复至正常运营速度210 km/h,人工添乘首趟列车无晃车感觉,达到了整治效果;(4)本研究成果可为运营线路无砟轨道病害维修整治提供借鉴。     

高速铁路无砟轨道拨轨换板技术

结合高速铁路天窗特点,通过方案比选分析拨轨更换无砟轨道板方案的可行性和优越性.为研究拨轨更换轨道板方案中钢轨的受力特性,建立有限元模型,计算分析扣件松开长度、施工作业温度和线路曲线半径对钢轨内部Mises等效应力的影响.结果表明,在扣件松开长度大于70 m的情况下,一般作业温度及曲线区段均具备开展拨轨更换轨道板作业的条件.利用轨道板更换一体化装备在试验线开展拨轨更换无砟轨道板施工,结果表明:装备性能可靠,作业衔接流畅,时间可控;施工过程中钢轨应力状态安全;拨轨更换轨道板能更好地满足高速铁路天窗内更换轨道板的需求.     

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。     

增加轨道扣件可调量和相邻点偏差约束的高铁轨道精调优化算法

高速铁路轨道精调依据300m、30m以及10m弦的长中波轨向和高低、轨距、轨距变化率、水平和扭曲等参数控制轨道不平顺。然而无砟轨道钢轨的扣件可调量有限,若完全按照轨道几何参数设计值要求获得的轨道横、竖向偏差进行轨道精调,会面临调整量超出扣件可调范围的困境。为此,提出在轨道精调算法中增加轨道扣件(剩余)可调量的约束条件,采用L1范数最优解算法进行轨道调整量优化,避免了调整方案受扣件限制难以实现的缺陷。在新的优化算法中,通过增加相邻点偏差较差以提高轨道空间线形的相对精度。通过实测数据检验,结果表明:扣件(剩余)可调量约束是优化调整方案中保证钢轨最优几何形位的必要条件;相邻点偏差较差约束可以有效弥补扣件可调量约束引起的轨道短波不平顺,进一步提高调整后轨道的平顺性。建议对扣件(剩余)可调量约束的限差值规范化处理,建立"扣件类型—调整量—剩余可调量"轨调体系。采用剩余可调量对扣件可调范围约束,并参与轨道平顺性控制。     

长沙地铁2号线一期工程轨道减振设计后评估

长沙地铁2号线一期工程沿线存在多处振动敏感区域,环评要求高,轨道系统采取了轨道减振器扣件、Vanguard先锋扣件、橡胶隔振垫减振轨道、钢弹簧浮置板轨道等减振措施。为科学评价不同减振措施或产品的减振性能,在2号线一期工程试运行期间,对减振轨道铺设的地段开展了综合测试。测试结果表明:相较较高频率的振动分量,4Hz以下的振动分量较难准确测量,建议分析减振效果时考虑频率范围4~200Hz;直/曲线对轨道结构振动响应影响显著,减振轨道铺设于直线地段和曲线地段时的减振效果略有差异;轨道减振器扣件可适用于振动预测超标量小于等于3dB的地段;Vangaurd扣件可适用于振动预测超标量为6~8dB的地段;橡胶隔振垫减振轨道可适用于振动预测超标量大于等于8dB的地段;对于振动预测超标量大于等于8dB的地段,特殊减振措施可选用钢弹簧浮置板轨道。     

Ⅲ型双刚度轨道隔振器扣件的设计

针对我国轨道交通既有轨道减振器的现状,参考国外同类产品的技术发展水平,在理论分析、结构设计、新材料应用等方面进行综合研究和分析,研发以双刚度为显著技术特点的剪切型轨道隔振器扣件;认为该扣件性能比目前使用的产品有较大提高,并与目前使用的产品具有可替换性.     

既有时速250 km高铁提速轨道适应性研究

为进一步提升我国高速铁路运输水平,开展既有时速250 km高铁提速关键技术研究迫在眉睫,轨道作为直接承受列车荷载的结构,其速度提高后的适应性是影响列车安全平稳运行的重要因素。基于现场调研、有限元分析、数值计算等方法,针对有砟轨道、无砟轨道、轨道设计超高3个方面的适应性进行研究,并提出了时速250 km高铁提速轨道技术条件。主要结论如下：有砟轨道提速后会引起扣件、道床各动力指标增大,从而降低使用性能;无砟轨道提速后会使道床板和底座板纵横向弯矩增大,路基段道床板纵向弯矩增幅最大,为4.7 kN·m/m;考虑到安全富裕量,提速后路桥隧地段道床板和底座板配筋均能满足强度及裂纹宽度要求;提速后超高需进行相应调整,并满足不同速度下曲线半径及缓和曲线的相关要求;提速后应关注道床结构排水、轨道平顺性等,并符合现行规范相关要求。     

高速铁路无砟轨道曲线超高调整技术

高速铁路无砟轨道曲线超高一般设置在无砟道床结构中,一旦施工完成超高将无法调整。如果列车提速,欠超高将增大,进而影响列车舒适度并降低安全性。因此,研究无砟轨道超高可调技术具有重要意义。本文提出以WJ-8型扣件为基础的调超高技术方案,实现无砟轨道曲线超高调整。经室内试验,调整后扣件结构满足相应标准要求。在大西客运专线进行了实车试验和长期监测,结果表明无砟轨道调超高扣件满足高速动车组运行的安全性和稳定性要求。该技术为高速铁路无砟轨道曲线地段列车提速提供了技术储备,并节约了改造工程的费用。     

某线震后轨道设计方案研究

2022年1月8日门源发生6.9级地震,造成某线隧道二衬坍塌、桥梁梁体移位、接触网脱落等基础、设备严重损坏,并伴随钢轨折断、扣件脱落、道床倾斜等轨道震害,是我国高速铁路首次遭遇的强震作用下严重受灾事件。结合震后预测余滑变形量水平150～300 mm,垂向100 mm条件下,在设防区段提出一种“三孔连体套管承轨台可调式WJ-8型扣件+长枕埋入式单层道床预留切割孔”新型大调整量无砟轨道结构方案。其中,三孔连体套管承轨台可调式WJ-8型扣件在既有WJ-8型扣件基础上通过增设铁承轨台、调距块和三联套管等部件可满足单股钢轨左右位置调整量达152 mm,长枕埋入式单层道床中预留切割孔,便于在基础变形超出扣件调整范围后切割纠偏;通过对余滑变形后线路拟合获得拨距包络图,确定了大调整量无砟轨道铺设范围。     

山地轨道交通齿轨扣件系统研究北大核心

针对山区山地轨道交通爬坡坡度大、地段展线设计施工困难等特点,本文研究设计了一种安全性好、易于施工调整且具有较大纵向阻力的齿轨扣件系统。该扣件通过摩擦力提供齿轨纵向阻力,无须在齿轨轨腰处打孔,便于齿轨的安装调整。该扣件可使齿轨左右位置调整量达到±10 mm的连续无极调整;同时齿轨高低位置调整量为-7~+15 mm,填补了无孔式齿轨扣件的技术空白。对山地轨道交通齿轨扣件进行了试制及组装性能试验。结果表明:单组齿轨扣件最大可实现29.6 kN的纵向阻力,满足山地轨道交通运行的要求。     

基于速度分级的粤港澳大湾区装配式轨道关键技术研究

装配式轨道以工程质量高、现场作业量小等优点逐渐在城市轨道交通中推广应用,但在应用过程中还存在一些问题.为满足粤港澳大湾区速度80～250 km/h轨道交通建设需求,解决既有装配式轨道应用中存在的问题,开展粤港澳大湾区装配式轨道关键技术研究.首先,考虑设计荷载、土建轮廓、供电制式、信号制式、线路条件等因素,将80～250...     

北京市轨道交通大兴线轨道设计综述

阐述北京轨道交通大兴线轨道工程设计标准,充分体现了"人文地铁、绿色地铁、科技地铁"的三大设计理念。系统描述工程设计的设计程序,强调按程序设计的重要性。本工程包含有地下线、高架线及车辆段,针对其进行了钢轨、扣件、道岔、道床、各种减振轨道形式、车场检修轨道结构、轨道附属设备等设计。着重介绍各种扣件防腐处理技术,并将多元共渗防腐技术作为本工程的新技术、新工艺加以采用;此外,还介绍高等减振地段轨道结构设计方案,并采用梯形轨枕轨道结构作为新型轨道结构应用到本工程。最后,简述本工程采用的护轮设备、钢轨伸缩调节器、列车止挡设备等必要的安全设备,以确保运营安全。     

装配式轨道杂散电流防护设计 模型试验

目前国内轨道交通预制板轨道的隔离层材料采用的是高速铁路预制板轨道中的土工布方案,其隔离层材 料的选择和设置并未考虑针对直流牵引制式下的杂散电流防护问题,从而造成部分杂散电流泄露。针对此问题, 提出一种在装配式轨道结构轨道板下采用四羟络合酯喷涂型隔离材料的全新方案,以替代传统的土工布隔离材 料。通过设计相应的室内模型试验方案,对材料的绝缘性能进行测试。模型试验结果表明：四羟络合酯作为板下 隔离材料,轨道结构的绝缘性能相比土工布有大幅提高,从而能更好地增强直流牵引制式下杂散电流防护能力。 研究成果可为今后城市轨道交通装配式轨道杂散电流的防护设计提供借鉴和参考。