重载铁路快速弹条扣件配套轨枕设计

结合重载铁路工程项目,将引自国外的快速弹条扣件系统应用到靖神铁路工程。为解决该扣件与国内铁路现有成熟产品配套的问题,在既有国铁Ⅲ型轨枕的基础上,结合快速弹条扣件系统的特点,对扣件进行了配套普通轨枕和桥枕的设计,采用预应力混凝土轨枕设计方法对桥枕的受力及承载能力进行了检算;根据轨枕产品的试制试验情况对接口设计方案进行了细节设计,优化了预埋件周边尺寸控制等,提出了针对预埋件接口的生产制作要求及制作工艺建议。结合工程应用过程中遇到的实际问题,对护轨采用50 kg/m钢轨这一超出设计使用范围的情况进行了相关说明。结果表明,经配套设计的轨枕可满足扣件安装及工程实际应用的需要。     

现代有轨电车短枕埋入式轨道路基优化分析

研究目的:为研究列车荷载作用下各关键影响参数对轨道路基结构的受力和变形影响规律,并获得轨道路基最优参数组合,本文通过建立有轨电车短枕埋入式轨道路基有限元分析模型,采用正交试验方法分析扣件刚度、轨道板厚度、支承层厚度、基床总厚度、基床压实指标K_(30)5种因素对轨道路基结构力学特性的影响,为弥补正交试验定量分析的不足,借助层次分析法确定各项评价指标权重系数,最终确定短枕埋入式轨道路基结构的最优参数组合。研究结论:(1)扣件刚度对钢轨位移影响最大,轨道板厚度对轨道板纵向弯矩和路基顶面动应力影响最大,基床压实指标K_(30)对基床顶面变形影响最大;(2)钢轨位移、轨道板弯矩、基床顶面位移和动应力的权重系数分别为0.085、0.583、0.043、0.289;(3)最佳轨道路基设计方案为扣件刚度40 kN/mm、轨道板厚度0.24 m、支承层厚度0.27 m、基床总厚度1.1 m、基床压实指标(K_(30))110 MPa/m;(4)综合运用正交试验和层次分析法可以将定性问题转换为定量问题进行求解,从而使得分析结果更加具有科学性和说服力;(5)本研究成果对有轨电车短枕埋入式轨道路基结构设计具有参考价值。     

钢桁梁明桥面板式无砟轨道用扣件研究

为满足钢桁梁明桥面板式无砟轨道用扣件弹性和轨距调整量的要求,研发了MQ-2型扣件。该扣件采用无挡肩、弹性分开式结构;轨下垫板静刚度设计值为（100±10）kN/mm,轨距调整量设计值为-8～+8 mm,钢轨调高量设计值为-4～+20 mm;通过更换不同类型的弹条、轨距块和轨下垫板,扣件可实现三种钢轨纵向阻力,以满足不同工况无缝线路设计需求。经室内试验,该扣件的轨下垫板静刚度、动静刚度比、疲劳后静刚度变化率均满足设计要求;扣件轨距变化量、组装静刚度变化率均满足规范要求;钢轨纵向阻力、预埋套管抗拔力、绝缘性能的测试值均满足设计要求。该扣件已在广州南沙港铁路跨洪奇沥水道特大桥上应用,该铁路自开通运营至今,已完成2.1万个标准集装箱运输,列车通过该桥时安全平稳,轨道几何形位良好,扣件结构稳定可靠。     

既有线桥梁护轨位置变化引起原有轨道结构变化的探讨

铁路桥梁护轨起着防止已脱轨的列车撞击桥梁或坠入桥下的重要作用,但由于目前设置的位置严重影响着大型捣固机在桥梁地段的连续作业,工务部门正在积极探索护轨改移的可行性。护轨位置能否改移,涉及到桥梁地段的行车安全问题,需要充分的论证。着重探讨护轨改移对目前既有线上的桥枕和护轨扣件的影响。     

重载铁路桥上无砟轨道扣件关键参数研究

研究目的:为研究重载铁路桥上长枕埋入式无砟轨道扣件系统关键设计参数取值,本文基于弹性地基梁理论和车辆-轨道耦合动力学理论,建立32.5 t轴重重载货车-长枕埋入式无砟轨道-桥梁垂向耦合动力学模型,分析扣件刚度、扣件间距对重载铁路桥上长枕埋入式无砟轨道静、动力学性能的影响规律,提出重载铁路桥上长枕埋入式无砟轨道扣件系统设计参数取值。研究结论:(1)钢轨垂向位移和钢轨轨底应力随扣件系统刚度的增大而减小,车体垂向振动加速度、轮重减载率、轮轨力和桥梁垂向振动加速度随扣件系统刚度的增大而增大;(2)钢轨垂向位移、钢轨轨底应力、车体垂向振动加速度、轮重减载率和桥梁垂向振动加速度随扣件间距的增大而增大,但轮轨垂向力随之减小;(3)综合考虑轨道变形以及工程造价,建议重载铁路桥上长枕埋入式无砟轨道扣件系统的静刚度取为40～60 k N/mm,扣件系统的动刚度取为80～100 k N/mm,扣件间距取为0.6～0.65 m;(4)本研究成果可为重载铁路桥上长枕埋入式无砟轨道结构设计提供参考。     

有轨电车线路扣件埋入式轨道衔接路面受力仿真分析

目前在已经开通运营的有轨电车扣件埋入式轨道线路道口段,轨旁沥青路面经过车辆反复碾压破坏较为严重.通过有限元软件ABAQUS构建轨道-路面衔接部分的有限元模型,研究社会车辆荷载作用下轨旁沥青路面响应特性,并对扣件罩和轨腰护块进行设计优化.根据仿真计算结果可知:最不利工况下,沥青层最大变形出现在沥青上面层,为0.423 4...     

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。     

谐振式浮轨扣件在高架桥上的应用分析

为减少因地铁列车运行时钢轨产生的振动及其噪声辐射,研发一种改进型谐振式浮轨扣件系统,它充分利用其谐振质量及弹性元件的动力吸振和隔振特点,能有效地减少钢轨及道床的振动。介绍该系统试验中采用的轨道道床及钢轨的振动测试方法,以及在南京地铁1号线高架桥上分别采用DTⅦ2型扣件和谐振式浮轨扣件的轨道系统的减振效果。对比试验表明,谐振式浮轨扣件具有较好的吸收钢轨振动的能力,有很好的钢轨减振及道床隔振综合效果,就道床的振动水平而言,谐振式浮轨扣件道床相比DTⅦ2型扣件道床降低13 d B左右,谐振式浮轨扣件的钢轨波磨也得到了很好的抑制作用。     

谐振式浮轨扣件在高架桥上应用分析

为减少因地铁列车运行时钢轨产生的振动及其噪声辐射，研发一种改进型谐振式浮轨扣件系统，它充分利用其谐振质量及弹性元件的动力吸振和隔振特点，能有效地减少钢轨及道床的振动。介绍该系统试验中采用的轨道道床及钢轨的振动测试方法，以及在南京地铁1号线高架桥上分别采用DTVII2型扣件和谐振式浮轨扣件的轨道系统的减振效果。对比试验表明，谐振式浮轨扣件具有较好的吸收钢轨振动的能力，有很好的钢轨减振及道床隔振综合效果，就道床的振动水平而言，谐振式浮轨扣件道床相比DTVII2型扣件道床降低13dB左右，谐振式浮轨扣件的钢轨波磨也得到了很好的抑制作用。     

锯齿互锁式沉降自动补偿钢枕 结构强度分析

针对铁路轨下基础沉降引发的上部结构不平顺问题,研发了一种能够自动补偿轨下基础沉降的锯齿互锁式钢枕;对钢枕的结构组成和工作原理做出详细说明,并对钢枕沉降补偿装置结构受力进行计算;基于有限元法建立钢枕的三维空间有限元模型,对比分析钢枕在不同沉降补偿量下的竖向强度。研究结果表明:在一定沉降补偿范围内,钢枕沉降补偿装置的计算压应力和剪切应力远小于极限强度值,沉降补偿装置结构抗压和抗剪满足强度要求;随着沉降补偿量的增加,钢枕各方向上的最大拉、压应力也不断增大,横向最大压应力和垂向最大拉、压应力的变化范围较大,其余各方向上的最大应力均在某一值附近波动,但均远小于强度限值;在一定沉降补偿范围内,钢枕能够满足竖向强度要求。本文研究成果可为铁路线路过渡段等易沉降地段的病害整治提供参考。     

武广客运专线大跨度桥梁梁端无砟轨道结构受力研究

针对武广大跨度连续梁梁端轨道结构进行分析研究,分析了梁端轨道结构作用机理,建立了梁端轨道结构系统分析模型,对武广客运专线大跨度连续梁梁端无砟轨道扣件上拔力、轨下垫板压缩量、钢轨附加应力和梁端轨道板稳定性进行了分析检算。结果表明,衡阳湘江特大桥、株州湘江特大桥、陆水特大桥和王灌冲特大桥梁端扣件上拔力均超过小阻力扣件扣压力,株州湘江特大桥最大上拔力超过常阻力扣件扣压力,衡阳湘江特大桥、陆水特大桥和王灌冲特大桥最大上拔力满足常阻力扣件要求。武广客专四座大跨度连续梁桥的轨下胶垫压缩量、钢轨附加应力和道床板稳定性均满足要求。     

1000mm轨距50kg/m钢轨7号摆动式齿轨单开道岔设计

齿轨道岔主要应用于山地轨道交通项目,是国内近年来新兴的技术领域,目前正处于技术研发阶段。齿轨道岔是常规道岔与齿轨的有机融合,通过机车自带齿轮与道岔齿条啮合传力,满足山地旅游景点大坡度地段列车运行需求。分析了1 000 mm轨距50 kg/m钢轨7号摆动式齿轨单开道岔设计参数的选取和技术特点,重点介绍了转辙器、辙叉及护轨、摆动式齿轨转换系统等三大部件的结构组成。提出新型的齿轨道岔齿条扣件系统、齿轨摆动机构以及齿条布置型式,实现齿条安装固定和齿轨线路转换。     

废弃窄轨铁路改造为观光铁路适应性研究

通过现场调研与资料搜集,整理国内废弃窄轨铁路概况,并根据其特点,对轨道结构包括钢轨、道床、轨枕、扣件、无缝线路5个方面进行分析,研究废弃窄轨铁路改造为观光铁路的适应性,提出相应的改造要求,结论如下:(1)废弃铁路钢轨可以继续使用,无需更换;(2)枕下道床厚度应满足不小于200 mm的要求;(3)建议采用钢筋混凝土轨枕逐步淘汰老旧的木枕;(4)废弃铁路的扣件可继续使用,但改造上道前应经过选配、整修、除锈和涂油,且符合相关要求;(5)建议观光铁路采用有缝线路。     

多联大跨度钢桁桥上无缝线路设计方案可行性研究

为提高桥上无缝线路的稳定性,考虑多联大跨度钢桁桥梁轨相互作用复杂等特点,建立线-桥-墩耦合模型,提出了五种桥上无缝线路设计方案,并分别对五种方案进行钢轨强度和稳定性检算,研究方案的可行性。结果表明：对于全桥铺设常阻力扣件方案、连续梁边跨与相邻简支梁铺设小阻力扣件方案、连续梁跨中设置伸缩调节器方案,钢轨强度不能满足规范要求;对于连续梁边跨铺设零阻力扣件方案,断缝值为102.27 mm,不满足要求;对于连续梁边跨设置单向伸缩调节器方案,各项指标均满足要求。因此,为减小梁轨间相互作用,建议多联大跨度钢桁桥铺设无缝线路时采用连续梁边跨设置单向伸缩调节器方案。     

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。     

既有线桥上护轨改造方案的研究

圬工桥桥上护轨的铺设方式制约大型养路机械桥上作业.借鉴国外桥上护轨设置方式,对国内主护轨间距及大机捣固所需主护轨间距进行研究,提出了采取增设异型垫板和钻孔固定方法对铺设Ⅱ、Ⅲ型桥枕护轨间距进行改造,并对所选方案进行了室内和现场试验,验证了其可行性.     

高速铁路64m主跨桥上无缝道岔检算与结构优化

研究目的:为研究高速铁路64 m主跨连续梁桥上铺设无砟轨道无缝道岔的可行性,本文以京雄城际铁路黄固特大桥为研究对象,基于道岔-桥梁相互作用原理、非线性有限元理论,建立无缝道岔-无砟轨道-桥梁空间耦合静力学模型,研究在温度作用、列车垂向荷载、列车制(启)动荷载以及断轨时的大跨桥上无缝道岔力学特性,提出一套适用于大跨桥梁无缝道岔的检算方法和轨道结构优化方案。研究结论:(1)主跨64 m连续梁全桥采用常阻力扣件时,温度和列车荷载下钢轨附加力较大,钢轨最大拉、压应力分别为382.01 MPa和371.30 MPa,超过钢轨容许应力;(2)温度作用下的尖轨、心轨相对基本轨的位移大于挠曲和制(启)动两种工况,相对位移值远小于限值要求;(3)当连续梁两侧相邻一跨简支梁及一侧梁端20 m范围内采用小阻力扣件时,钢轨总应力相对比常阻力扣件方案可降低12.03%,强度、稳定性等指标均可满足规范要求;(4)本研究成果可为大跨桥梁无缝道岔的设计与铺设提供借鉴与参考。     

城市轨道交通9号道岔减振扣件设计与研究

针对城市轨道交通正线道岔区的中等减振需求,从扣件结构组装方式、锚固螺栓形式、胶垫材质、调高方式以及岔区刚度均匀化实现方式等方面进行研究,提出一种预埋铁座式的道岔减振扣件设计方案,并对扣件进行有限元分析和室内试验。该扣件橡胶胶垫采用耐油橡胶,整体结构采用可拆卸式设计,相比传统双层非线性减振扣件取消下层铁垫板,其具有更小的扣件安装高度和更高的横向稳定性。通过调整铁垫板下橡胶垫上的开孔方式以及表面钉柱排布形式,获得岔区各扣件节点的不同刚度,从而实现道岔区整体刚度均匀化。扣件组装疲劳试验、预埋铁座抗拔力试验及有限元分析结果表明,扣件铁垫板及其连接件等主要部件强度满足设计要求;落锤冲击对比试验结果显示,采用该扣件方案相比普通分开式扣件地面垂向振动Z振级VLz减少8.48 dB,该减振扣件满足城市轨道交通道岔区中等减振的使用要求。     

斜拉桥上无缝线路力学分析与调节器布置研究

研究目的:斜拉桥跨度大、梁体长,相比于普通铁路桥梁,其梁轨相互作用关系更为复杂。针对长联大跨斜拉桥上铺设无缝线路的相关研究以及工程应用较少,特别是结构间相互作用、力学行为与伸缩调节器优化布置等研究相对匮乏,本文以新建安九铁路长江特大斜拉桥为背景,建立斜拉桥上无缝线路空间耦合模型,研究分析斜拉桥上无缝线路的结构设计方案。研究结论:(1)斜拉桥温度跨度较大,不设伸缩调节器、全桥铺设常阻力或小阻力扣件时,钢轨强度、轨道稳定性等指标不能满足规范要求;(2)为减小梁轨间相互作用,主梁两端应设置单向伸缩调节器;(3)伸缩调节器尖轨应设置于连续主梁上,铺设常阻力扣件,基本轨位于边跨简支梁、跨越梁缝,基本轨侧可铺设小阻力或常阻力扣件;(4)本研究成果可为铁路斜拉桥上无缝线路设计检算、结构优化及伸缩调节器布置提供借鉴。     

遂渝线无砟轨道综合试验段无砟道岔施工技术

研究目的:通过遂渝线8组18#无砟道岔现场铺设试验,研究无砟道岔施工工艺和方法,探索影响道岔铺设质量的主要因素.研究结论:(1)国产18#无砟道岔一般应以散件运输、现场原位组装为主;(2)影响道岔铺设质量的主要因素有:道岔、扣件和岔枕的制造精度,运输和吊装过程中轨件的变形、损伤,轨排和扣件安装、调整的精度以及保持精度的能力,道床混凝土施工对轨排的扰动及轨温控制,焊接质量以及锁定轨温,工装设备、检测工具的精度,合理的工艺以及员工的素质等;(3)应加强道岔加工质量的控制,保证道岔加工误差满足规范要求、方便施工操作;道岔的分段考虑施工及运输要求,分段接头不错开布置;加强转辙器基坑处处理,防止道床板开裂;优化道岔前后轨枕类型,尽量采用双块式轨枕;优化道床板分段长度,尽量多设伸缩缝,方便施工及防止道床板开裂;优化扣件及套管设计,减小配合间隙.