无砟轨道板裂缝三维激光检测系统研发与算法验证

针对高速铁路无砟轨道板的表面损伤问题,现有的检测系统与方法仍难以达到高精度、高速度、高准确度及自动化要求.随着高速微型计算机和三维激光扫描技术的发展,应用超高精度3D自动化检测系统来提升轨道板伤损识别精度和检测效率的趋势越发明显.在已有数字化信息采集与自动分析系统基础上自主研发无砟轨道板裂缝三维激光检测系统,通过融合自...     

客运专线无砟轨道钢轨精密测量与几何状态调整技术

正客运专线无砟轨道列车的运行速度为350 km/h,轨道的几何状态必须满足高平顺性的要求。长钢轨铺设完成后,需对钢轨的几何状态进行精密测量和调整,保证高平顺性,从而保证设计时速。武广客运专线钢轨精密测量的成功经验,对同类工程施工具有一定的指导意义。     

奥地利铁路的无砟轨道系统

奥地利联邦铁路公司（OBB）每年承担约1．833亿旅客、9060万t货物的运输任务，其铁路网由3600km的干线铁路及其周边2200km的辅线路网组成。目前线路最大速度为200km／h，在不久的将来将提高到250km／h，最大轴重为22．5t左右，轨道总长10500km，其中7100km为电气化线路，路网上约装备了16700组道岔。20世纪80年代初期，OBB开始采用无砟轨道系统，     

无砟轨道系统功能设计的概念与内涵

研究目的:分析和研究无砟轨道的系统功能及其实现,为无砟轨道设计理论提供建议和参考. 研究结论:完成系统功能是无砟轨道的主要目标,不同的结构型式和部件组成,其功能实现方式各异.从系统功能设计的角度建立无砟轨道的理论体系,有利于分析结构如何服务于功能,明确各部件的功能需求,识别结构体系可能存在的主要问题,建立科学的分析方法.     

CRTSⅢ型无砟轨道板智能精调系统研发

CRTSⅢ型无砟轨道板精调传统作业方式以人工操作为主,劳动强度大、受工人主观因素影响较强。为提高无砟轨道施工的自动化和智能化水平,研发了可远程控制,具备自动化测量、轨道板姿态调整量计算、轨道板几何形位自动调整的轨道板智能精调系统,其由测量子系统、伺服驱动子系统、管控平台等部分组成。运用精调测量手簿实现了远程无线控制全站仪进行精调测量,实现了以轨道板铺设精准三维坐标为驱动的轨道板智能精调作业。提出轨道板的三相精调器结构,进一步提升了精调的稳定性。构建精调管控平台,实现了精调全过程的监控、分析,为精调管理提供了信息化手段。该系统相比传统工艺在施工效率、精度方面具有明显提升,同时降低了劳动强度,提升了施工智能化水平,对建设智能高速铁路起到一定支撑作用。     

自主创新CRTSⅢ型板式无砟轨道系统研发及应用

高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道是我国自主研发的新型无砟轨道,通过轨道结构及接口、轨道板制造、自密实混凝土制备及施工、布板及精调等关键技术的系统创新,基本形成了设计、制造、施工等成套技术,建立了系统的标准体系和知识产权保护体系。盘营客运专线综合试验期间,动车组列车最高试验速度397 km/h,系统验证了轨道结构对高速行车的适应性,并在我国高速铁路建设中推广应用。     

有砟轨道与无砟轨道动刚度特性差异研究

轨道动刚度是不同激振频率的荷载作用下,轨道抵抗变形的能力,由于有砟轨道与无砟轨道两种轨道的组成差异造成两者间存在较大动刚度差异。随着行车速度的提高、中高频段激振荷载的增加,有砟轨道与无砟轨道间的动刚度差异逐渐增大,这对于行车平顺性与结构耐久性会造成较大影响,但目前缺乏轨道动刚度的相关研究。为研究有砟轨道与无砟轨道间的动刚度差异,根据两种轨道的结构特点,建立相应的ANSYS有限元模型,通过对比分析,得出两种轨道的轨道动刚度在中低频段存在较大差异,轨下动刚度在全频段存在较大差异。为保证有砟-无砟轨道过渡段的行车平稳性与结构耐久性,需要考虑两种轨道间的动刚度过渡设计。此外,轨道动刚度特性分析可以指导高速铁路高低不平顺控制,从而保证行车平顺性。     

客运专线无砟轨道扣件系统技术研究

提出客运专线无砟轨道扣件系统技术要求和关键技术,分析世界各国高速铁路无砟轨道扣件系统技术,介绍我国自主研发的无砟轨道扣件系统的技术特征,对日本、德、英国和我国主要类型扣件的扣压件形式及紧固方式。联结方式、承受横向力方式、弹性性能、钢轨位置调整方式进行性能分析,提出无砟轨道扣件结构选型中应注意的问题。     

高速铁路无砟轨道监测技术

总结我国高速铁路无砟轨道结构形式,分析运营过程中可能存在无砟轨道上拱、梁端凸台或底座开裂、扣件失效、砂浆层离缝、轨道结构开裂、线下基础沉降等问题,提出采用电阻应变片式、振弦式、光纤光栅、电涡流非接触式、无线传输、远程监控、预警机制等测试和监控方法以及道岔区板式无砟轨道综合监测、桥上42号道岔区及临时端刺区受力和变形监测、隧道内CRTS I型减振型板式无砟轨道减振测试、CRTSⅡ型板式无砟轨道温度及变形监测等应用实例。并探讨采用高清摄像头图像识别、利用红外热成像、利用光纤的振动和声学传感等新技术在无砟轨道安全监控中应用。     

客运专线无砟轨道系统设计

根据我国客运专线的工程特点,无砟轨道结构选型应遵循施工性、维护性、动力性、适应性和经济性的5个基本原则,并给出2类无砟轨道的性能.在研究确定无砟轨道设计理论和原则的基础上,建议设计轮重取静轮重的3倍、疲劳检算轮重取静轮重的1.5倍.板式无砟轨道不同弹性模量的砂浆垫层对轨下基础刚度的影响不同,建议研发新型填充层材料.合理确定无砟轨道的弹性,建议轨下基础刚度的合理范围为20～30kN·mm-1.通过定期打磨钢轨和钢轨无缝化,降低噪音;通过降低轨道刚度、提高轨道参振质量,降低线路下部结构物的振动.无砟轨道的设计寿命应为60年,为此应制定相应的维修标准和管理办法.     

无砟轨道温度梯度荷载对列车-路基上板式无砟轨道系统动力特性的影响

在吸收国内外研究成果的基础上,建立能够考虑无砟轨道—路基系统各部件间接触状态非线性的列车-路基上板式无砟轨道三维有限元耦合动力学模型,并对建立的三维有限元耦合动力学模型进行相应验证。运用建立的耦合动力学模型,对列车在路基上板式无砟轨道线路上高速行驶时,在列车荷载和无砟轨道温度梯度荷载共同作用下,列车-路基上板式无砟轨道耦合系统动力特性进行研究。研究结果表明:无砟轨道温度梯度荷载对列车-路基上板式无砟轨道耦合动力学系统轮轨力特性影响很小,但对无砟轨道各部件动力特性有显著影响,在进行无砟轨道各部件动力特性研究时,有必要考虑无砟轨道温度梯度荷载的不利影响;对于Ⅱ型板式无砟轨道,无砟轨道温度梯度荷载对列车-路基上板式无砟轨道耦合动力学系统动力特性影响与裂缝间距有很大关系,裂缝间距越小,其影响越小。     

京津城际铁路无砟轨道与有砟轨道过渡段结构设计

介绍了京津城际轨道交通工程无砟轨道与有砟轨道过渡段设计采取的措施,可以实现有砟轨道刚度向无砟轨道的逐渐变化,可供其它高速铁路和客运专线轨道过渡段设计参考.     

无砟轨道的发展历程

2006年，德国纽伦堡-英戈尔施塔特高速新线将开通。至此，德国将有800公里的无砟轨道在运营。这种轨道在经历了大量试验场和现场测试后，已运用到铁路的路面、桥梁和隧道。测试表明：这种结构具有良好的结构特性，并且减少了维修费用。     

适用于无砟轨道的TEDS系统设计与实现

本文介绍研发的新型动车组运行故障图像检测系统TEDS设备满足无砟轨道道床上的安装需要和动车组安全运行的要求,符合中国铁路总公司《动车组运行故障图像检测系统(TEDS)探测站设备暂行技术条件》(铁总运[2015]242号)的技术标准,经实际使用检验取得预期效果。     

CRTSⅢ型板式无砟轨道系统技术

高平顺的轨道结构是保证高速列车安全、平稳运行的基础,无砟轨道因具有高平顺、高稳定、少维修等优点,在国外高速铁路建设中得到广泛应用。为适应我国高速铁路初期建设需求,在引进国外技术基础上,我国形成了CRTS Ⅰ、Ⅱ型板式和双块式无砟轨道并推广应用,但存在现浇道床开裂、沥青砂浆充填层与钢筋混凝土主体结构寿命不匹配、连续结构温度变形等问题,并在我国铁路走出去过程中受到相关知识产权的制约。介绍CRTS Ⅲ型板式无砟轨道研发背景及主要研发历程,阐明其结构特征和技术特点,并从设计理论、轨道结构及接口设计、主要工程材料、轨道板制造、轨道结构施工、养护维修及配套技术标准体系等方面详细说明。CRTS Ⅲ型板式无砟轨道系统的研发,突破了国外专利制约,补齐了高速铁路在基础设施领域技术输出的短板,为一带一路倡议和高速铁路走出去战略实施提供有力的技术支撑。     

客运专线无砟轨道轨道板裂缝控制技术

为解决客运专线施工中普遍存在的无砟轨道轨道板混凝土裂缝问题,以武广客运专线管内无砟轨道试验段及正线的施工为依托,对混凝土裂缝出现的机理、无砟轨道轨道板出现裂缝的原因进行了分析,提出了相应的控制措施,内取得了良好的效果。     

无砟轨道纵向连接形式对列车—板式无砟轨道—路基系统振动特性影响

运用弹性系统动力学总势能不变值原理及形成矩阵的"对号入座"法则,建立列车—板式无砟轨道—路基的竖向振动方程组,用Matlab编制相应计算程序,并用ANSYS软件验证,分析在随机不平顺激扰下,列车高速运行时板式无砟轨道不同纵向连接形式对列车—板式无砟轨道—路基系统振动特性的影响。研究表明:板式无砟轨道纵向连接形式对车体垂向加速度、钢轨垂向加速度、轮轨垂向力、扣件压力的影响极小,但对板式无砟轨道各部件及路基受力有较大影响,轨道板与底座纵连,可以大大降低轨道板和底座的振动和动应力,无砟轨道动力特性总体较为优良。     

大跨度斜拉桥-无砟轨道系统力学特性

以昌赣客运专线主跨300 m混合梁斜拉桥为研究对象,考虑结构层间非线性约束特征,建立桥塔、斜拉索、梁体、支座、墩台、剪力钉、底座板、限位凹槽弹性垫板、减振弹性垫层、道床板、扣件、钢轨等全要素大跨度斜拉桥-无砟轨道系统精细化有限元模型,研究附加荷载作用下结构附加力。基于Miner准则,探讨列车动载、无砟轨道设计参数以及时变温度作用下无砟轨道动力疲劳特性。结果表明：在斜拉桥端部设置钢轨伸缩调节器并采用小阻力扣件可满足钢轨强度要求,挠曲荷载下钢轨最大拉应力位于桥塔附近,制动荷载下钢轨最大拉应力位于主梁跨中;列车动载下轨道结构间相对位移最大值均不超过1.0 mm。主梁跨中道床板板底受拉,最大拉应力0.74 MPa,桥塔处底座板板底受拉,最大拉应力1.15 MPa;提高弹性垫层刚度可有效提高道床板疲劳寿命,增大扣件竖向刚度可增强钢轨与道床板间连接,提高钢轨寿命,列车时速增加会增大轨道结构动应力幅,降低疲劳寿命;时变温度作用下最大温度梯度发生在道床板,耦合列车动载后底座板结构受力更显著,但仍满足混凝土抗拉强度设计要求。     

高速铁路无砟轨道振动分析

研究目的:通过建立考虑线路随机不平顺的轨道结构连续双层梁模型,提出分析高速铁路弹性支承块式无砟轨道结构振动的数值方法,为无砟轨道结构设计提供指导.研究结论:对轨道结构振动方程进行傅里叶变换,求解傅里叶变换域中的振动位移,再通过快速离散傅里叶逆变换得到轨道结构的振动响应.线路随机不平顺是根据实测的功率谱函数在计算机上生成的.相对于其它复杂的车辆-轨道耦合动力学模型,该方法简单可行,借助于Matlab软件使得程序编制容易实现,且能反映轨道振动的基本规律和特点,尤其适合于整趟列车通过时轨道结构振动分析的情况.作为应用实例,对高速铁路弹性支承块式无砟轨道进行了振动分析,分析了线路不平顺等级、轨枕垫板和弹性扣件刚度、轨道基础刚度和列车速度对轨道振动的影响,得到了轨枕块橡胶垫板静刚度和橡胶套靴静刚度的合理设计值范围分别为60～90 MN/m和120～150 MN/m.     

无砟轨道——适宜高速铁路的轨道结构

普速铁路大多采用传统的有砟轨道结构,但是随着线路运营时间的推移和运营速度的提高,道砟粉化严重、轨道几何尺寸难以保持、维修周期缩短、维修费用大幅增加等问题随之产生。更重要的是,列车运行