CHN60轨与59R2槽型轨对现代有轨电车轮轨匹配性能的影响分析

为研究CHN60钢轨型面、59R2钢轨型面与现代有轨电车不同磨耗车轮型面的匹配性能,对国内一现代有轨电车车轮型面进行现场测量,将运行不同里程后磨耗车轮型面分别与CHN60钢轨型面、59R2槽型轨型面在对中位置进行型面匹配,建立轮轨弹塑性接触有限元模型,对有轨电车轮轨接触的Mises应力、接触状态进行了研究。研究结果表明:新车轮与CHN60钢轨、59R2槽型轨匹配的最大等效应力相差不大;随着运行里程的增加,磨耗车轮与CHN60钢轨、59R2槽型轨匹配的最大等效应力先增加后减少;有轨电车磨耗车轮与59R2槽型轨匹配的接触斑面积大,最大等效应力小,且形状更接近于椭圆形,轮轨匹配性能较好。     

实现轨距水平直接测量的轨检小车新结构研究

国内外常用于检测轨道几何参数的"T"形结构轨检小车在线路曲线段走行时,存在因结构原因而产生的假轨距、假水平问题,其原理性误差可达10-1mm量级。相对于轨检小车行业标准规定的轨距、水平测量允差±0.3~±0.5mm而言,该误差不可忽略,故控制与消除该误差的影响已成为新修订的轨检小车计量检定规程的新增项目。基于此,设计一种"工"形结构的轨检小车,该结构直接测量左右轨作用边,故其因结构因素造成的轨距、水平原理性误差仅为10-4mm到10-5mm量级,可显著提高轨距、水平测量精度。     

基于A-INS组合导航的现代有轨电车轨道几何状态快速精密测量

铁路轨道是现代有轨电车运行的基础,其几何状态对于车辆的运行安全、行车速度、平稳舒适性起着决定性的作用。传统轻型轨道几何状态测量仪(轨检小车)以高精度全站仪为核心测量设备来检测轨道几何平顺性,测量效率低,难以满足线路维护的需求。提出基于带有辅助信息的惯性导航系统(A-INS),通过获取轨道的高精度三维坐标和姿态的方法,来实现有轨电车轨道几何平顺性的快速检测与准确评估。在武汉现代有轨电车轨道几何不平顺测量应用结果表明,轨向不平顺和高低不平顺重复测量误差小于0.2 mm,超高和轨距偏差的重复测量误差小于0.2 mm。实测结果说明:基于A-INS组合导航的轨道几何状态测量系统,可以满足现代有轨电车轨道不平顺检测的精度要求。     

沈阳市浑南新区现代有轨电车工程特点

沈阳市浑南新区现代有轨电车一期工程是国 内首次以 BT 模式建设的现代有轨电车轨道交通线网。 作为全运会配套工程,该项目充分结合沈阳市“大浑 南”建设发展规划,创造性地采用 59Ｒ2 槽型轨路中敷 设无缝线路、100% 低地板现代有轨电车、柔性牵引网 + 快充超级电容供电等多种新材料、新产品,在工程施 工过程中发明和优化了槽型轨及槽型轨道岔铺设、槽 型轨铝热焊、槽型轨与 P50 轨和 P60 轨异型接头焊接、 小半径曲线预弯、基于 CPⅢ网的槽型轨无砟轨道精调 系统等多种新型工艺,形成和完善了现代有轨电车系 统集成技术,并对国内现代有轨电车工程在规划设计、 建设模式和项目管理等方面做了较有意义的尝试。     

嵌入式轨道钢轨焊接不平顺安全限值研究

为调查嵌入式轨道的槽型轨焊接不平顺的安全控制限值及焊接不平顺现代对有轨电车及嵌入式轨道动力作用的影响,建立现代有轨电车/嵌入式轨道耦合动力学模型。计算模型中,现代有轨电车简化为多刚体动力系统,嵌入式槽型轨被视为连续弹性支承基础上的Timoshenko梁,整体道床用三维实体有限元单元模拟,钢轨填充材料用三维粘弹性弹簧-阻尼单元模拟,嵌入式道床板底部的致密混凝土底座及路基简化为等效的弹簧-阻尼单元。基于动力学仿真计算,以GB5599-1985规定的车辆动力学性能指标为评定准则,对槽型轨焊接不平顺的安全限值进行详细分析。计算结果表明,对于短波波长小于0.2 m的焊接不平顺,1 m范围内槽型轨轨顶面容差的建议控制限值为0.2 mm;对于短波波长大于0.2 m的焊接不平顺,1 m范围内槽型轨轨顶面容差的建议控制限值为0.3 mm。     

现代有轨电车59R2槽型钢轨6号单开道岔设计

道岔是线路的关键设备。有轨电车线路使用槽型钢轨,槽型轨道岔与普通道岔不同,槽型轨道岔就成了有轨电车项目中线路工程的关键。为了满足沈阳浑南新区现代有轨一期工程需求,在分析部分国内外有轨电车槽型轨道岔的基础上,根据国内现有钢轨的品种范围,进行现代有轨电车用59R2槽型钢轨6号单开道岔设计,选定拼装式转辙器、整体型高锰钢辙叉的典型结构,并进行厂内试制和试铺。该道岔已经投入使用,效果良好,并提出进一步的优化和改进措施。     

基于拓扑优化设计的动力集中动车组车体变压器梁优化与减重

建立了动力集中动车组车体的有限元模型,基于结构优化对变压器梁进行减重设计。以质量最小为目标,进行变压器梁在牵引工况下的拓扑优化,根据优化结果进行几何重构,对重构模型进行尺寸优化,达到减重目标。当变压器梁的材料采用Q345时,通过优化设计可以减重137.7 kg,减重21.7%。采用Q460材料时,变压器梁减重了234.9 kg,减重37.0%。结果表明文中提出的拓扑优化+尺寸优化的结构优化设计方法对车体零部件减重设计效果明显。     

有轨电车道岔几何线型检算与优化研究

为改善有轨电车通过道岔区域时所产生的轮轨冲撞以及钢轨异常磨耗问题,以某有轨电车路段轮轨异常磨耗为例,对道岔各部分轨距及间隔尺寸进行验算。根据道岔设计图纸,计算护轨端部轮轨间接触关系,提出有轨电车轮轨线型关系的改进措施。根据不同类型道岔磨耗情况,对各类型道岔的几何线型以及翼轨缓冲段槽宽进行优化分析和分类汇总。研究结果表明：当车辆转向架以自由内接形式通过曲线时,可能出现2种轮轨撞击情况,即后轴外侧车轮与护轨撞击和前轴内侧车轮与护轨相互撞击;为保证辙叉区护轨及翼轨处不发生轮轨撞击,护轨及翼轨缓冲段起始点与内外轨作用边槽宽应取各种工况下最不利值;合理加宽护轨及翼轨缓冲段起始槽宽,可实现辙叉区车体平稳转向;通过对有轨电车道岔几何线型进行调整,可以极大地减缓轮轨之间的冲撞。     

构架式轨距——轨向检测系统信号合成算法及系统验证

通过对图像传感器输出的轨距左右偏移信号和左右高低偏移信号、加速度计输出信号和车体惯性平台输出的轨道倾角信号进行合成处理,得到准确的轨距和轨向测量结果。从理论上推导轨向的合成算法,对安装于轨距测量梁中心的轨向加速度计的响应进行重力和旋转运动修正后,与三角窗函数卷积运算,得到轨距测量梁中心横向位移的二阶差分,然后再通过二次积分和滤波得到左右轨向值。通过设计模拟低通滤波和相应的数字滤波器,实现了加速度滤波器的幅频响应与检测车速度无关,保证了系统的检测精度。对轨向加速度计测得的位移和摄像式轨距系统测得的位移进行比较,验证了系统测量原理和合成算法的正确性。经静态验证和现场试验,结果证明构架式轨距—轨向检测系统具有检测精度高、性能稳定和故障率低的优点。     

有轨电车线路槽型轨自动清洁系统研究

针对有轨电车线路槽型轨内异物清洁效率低下的问题,提出了槽型轨异物快速检测算法及基于此算法研发的槽型轨自动清洁系统。通过该算法,自动清洁系统可快速检测且定位出槽型轨内异物的位置,并控制轨道清洁车利用高压水流和负压吸口进行自动清洁。试验结果表明:该快速检测算法对槽型轨内异物检测成功率超过92%;平均每帧图像的处理时间为31.6 ms;轨道清洁车能够在以20 km/h速度行驶过程中实现对槽型轨内异物的自动清理。该自动清洁系统既节约了水资源,又提高了槽型轨的清洁效率,有助于有轨电车在城市公共交通中的进一步推广。     

普通轨与槽型轨对现代有轨电车小半径曲线通过能力的影响

为研究不同类型钢轨上有轨电车的小半径曲线通过能力,基于多体动力学理论,建立了四模块低地板现代有轨电车仿真模型。在模型中考虑CHN60钢轨与60R2槽型轨的影响,并依据规范设置了3条小半径曲线线路,最后以车辆脱轨系数和轮重减载率为评价指标,对有轨电车小半径曲线通过能力进行评价分析。结果表明:两种钢轨上的有轨电车非线性临界速度均能满足车辆运行要求,且运行在CHN60轨上的车辆具有更好的非线性运动稳定性;在小半径曲线线路上运行时,60R2槽型轨上的车辆具有更好的稳定性,且槽型轨断面具有一定的护轨功能,因而在有轨电车钢轨选型上,建议使用槽型钢轨。     

GJ-4型轨检车轨距-轨向检测系统改造

原GJ—4型轨检车的轨距-轨向测量装置安装于轴箱上的轨距吊梁上。随着我国铁路行车速度不断提高,轨距吊梁相对于安装基准的位移加大,梁本身震动增大,造成轨距、轨向测量准确性显著下降,甚至有时无法检测,严重影响线路检查工作。为此对轨检车轨距-轨向系统进行改造。以激光摄像式轨距-轨向系统替换现有的光电伺服式轨距-轨向系统。采用加大延时的方法解决轨距轨向信号与其他检测信号的同步问题。数据处理系统的升级改造采用面向字节的同步协议优化传输数据,实现网络中资源共享、实时显示和几何波形打印,以及实时超限编辑和汇总资料打印。该项技术已在全路GJ—4型轨检车上推广使用。     

现代有轨电车工程轨道系统特殊设计要点

现代有轨电车是构建城市多层次公共交通系统中的重要一环。结合广州海珠区现代有轨电车工程的建设情况,对现代有轨电车轨道工程的钢轨、钢轨护套、道岔以及平交道口轨道等特殊设计要点进行探析。有轨电车线路多为地面敷设,且在平交道口需与社会车辆共享路权条件,采用槽型轨优势明显,提出适用于该工程的槽型轨型号;钢轨护套能够对钢轨起到杂散电流防护、弹性过渡及减振降噪的作用,建议进行一体化设计;有轨电车道岔的选型需充分发挥其号码小、全长短、线型设计灵活等特点,提出选型及设计建议;对于有重型车辆通行的平交路口,通过有限元分析,提出预防措施。     

槽型轨及其焊接技术在城市轨道交通中的应用简

城市轨道交通有轨电车轨道采用槽型轨铺设于路面,对路面的影响小,行驶汽车不受影响,为最佳的可选方案。为此研发的移动式槽型轨闪光焊机,可在线路上连续焊接槽型轨,实现一次性铺设无缝线路。文章简要介绍移动式槽型轨闪光焊机的研制及其应用。     

槽型轨及其焊接技术在城市轨道交通中的应用

城市轨道交通有轨电车轨道采用槽型轨铺设于路面,对路面的影响小,行驶汽车不受影响,为最佳的可选方案。为此研发的移动式槽型轨闪光焊机,可在线路上连续焊接槽型轨,实现一次性铺设无缝线路。文章简要介绍移动式槽型轨闪光焊机的研制及其应用。     

现代有轨电车槽型轨铝热焊接技术与应用

沈阳市浑南新区现代有轨电车项目是我国首次大规模建设的现代有轨电车轨道交通线网,线路轨道采用槽型钢轨铺设焊接,由于钢轨轨头存在凹槽,与常用钢轨差别较大,目前没有成熟应用的槽型钢轨焊接方法。依据钢轨铝热焊接技术原理,设计了一个与凹槽相吻合的砂块,将该砂块填充在槽型钢轨的凹槽内,解决了采用铝热焊接方法焊接槽型钢轨的难题。通过试验测试59R2槽型钢轨铝热焊接头静弯强度,疲劳性能,硬度,金相组织等指标,所有项目均能满足技术要求。槽型钢轨铝热焊接技术应用于沈阳现代有轨电车轨道焊接,施工速度快,焊接接头质量可靠。     

适应槽型轨的有轨电车踏面优化研究

基于轮轨接触角曲线反推法,文章设计了适应Ri60R2槽型轨的有轨电车优化踏面,介绍了踏面优化过程,并从轮轨接触应力和曲线通过性能、运行平稳性等角度验证优化后踏面的性能,为有轨电车发展提供工程实例。     

现代有轨电车埋入式轨道结构研究

现代有轨电车埋入式轨道结构具有能与路面交通共用路权、节省占地、美观等优点。对现代有轨电车埋入式轨道结构进行分析和研究,讨论钢轨、钢轨固定结构、道床和道岔等关键组成部分的结构形式,提出正线宜采用槽型轨、小半径曲线地段宜选择现浇道床板结构等埋入式轨道在现代有轨电车中的应用方式建议。     

有轨电车车轮轮缘磨耗最大限度的探讨

共用路权的有轨电车大多使用槽型钢轨,其车轮轮缘的最小厚度受轨槽宽度等因素的影响。参考德国BOStrab和EN相关标准,以Ri60R2槽型轨为例,从车轮导向尺寸匹配、车轮强度和踏面镟修经济性等方面讨论了有轨电车车轮轮缘的最大磨耗限度问题,并给出了车轮轮缘磨耗的最大推荐值。     

瑞士苏黎世有轨电车轮轨系统的优化

瑞士苏黎世市交通公司经营一个有轨电车网。扩建的有轨电车网于1986年投入运营。目前，有轨电车网线路总长166km，营业里程69km，最小曲线半径14．5m，采用Ri60R13槽形轨，轨距1000mm，最高速度60km／h。使用Mirage型（1966～1969年制造）和Tram2000型（图1）2种系列车辆，新的Cobra型车辆逐步替代Mirage型车。