轨道刚度对列车走行性能的影响

列车运行品质不仅取决于机车车辆本身的动力学性能，而且还受到来自轨道方面因素（如轨道弹性、轨面几何不平顺等）的影响。本文从车辆／轨道相互作用整体系统的角度，动用车辆－轨道耦合动力学理论，首次研究了轨道结构各部件刚度对列车走行性能的影响规律。结果表明：轨道刚度对机车车辆走行部的振动行为有较大影响，但对车体平稳性的影响不明显。     

道岔轨下刚度不均匀对轮轨系统动力特性的影响分析

本文应用刚柔多体混合建模理论,建立道岔区车辆和钢轨动态空间仿真模型,在模型中考虑了道岔区尖轨和心轨部位轨道的几何不平顺,考虑了由于道岔区钢轨断面分布不均匀、道岔结构特征产生的结构不均匀以及轨枕长度的变化、轨下基础弹性分布等参数变化引起的轨道竖向刚度不均匀,研究了这种轨道竖向刚度不均匀和几何不平顺对列车不同速度下的轨道结构系统动态刚度的影响,以及在不同的速度下对列车通过道岔时车辆的振动响应、轮轨作用力和道岔区轨道结构各部分振动的影响,并分析竖向刚度不均匀对列车运行通过道岔区平稳性变化的影响规律,为研究道岔区轨道结构刚度优化提供理论依据.     

基于车辆-轨道单元的无砟轨道动力特性有限元分析

根据CRTSⅡ型无砟轨道系统结构特点,建立列车-轨道-路基耦合系统动力分析模型,提出一种包含钢轨、扣件、轨下垫板、预制轨道板、CA砂浆层、混凝土支承层及路基的无砟轨道单元,并推导该单元刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵。运用Lagrange方程建立高速列车通过时无砟轨道动力特性分析的有限元数值方程。结合实例,研究无砟轨道轨下垫板、CA砂浆层、路基等结构参数对轨道振动的影响,并对有砟轨道与无砟轨道连接段动力特性进行分析,分析时考虑列车速度、轨道基础刚度等影响因素。计算结果表明:无砟轨道结构参数合理取值与刚度合理匹配可显著提高轨道整体工作性能;连接段轨道基础刚度变化对钢轨垂向加速度和轮轨作用力均有影响,其影响随列车速度提高而增大;连接段采取轨道刚度渐变过渡措施,可明显降低车辆-轨道结构冲击振动,有效改善行车品质。     

武广高速铁路轨道几何波形演变规律

武广（武汉—广州）高速铁路运营多年,轨道几何波形及幅值发生较大变化,影响列车高速运行的安全性和舒适性。针对这一问题,本文基于武广高速铁路轨道几何动态检测历史数据,采用谱分析方法对轨道几何幅频特性进行分析,研究了轨道几何周期性特征及幅频演变规律。结果表明：武广高速铁路高低存在简支梁徐变上拱变形引起的波长32 m周期不平顺,轨向存在钢轨焊接不良引起的波长100 m周期不平顺;隧道内轨道平顺状态优于路基和桥梁区段;直线和曲线区段的轨道平顺状态没有明显差异;高低谱随时间呈增大趋势;开通运营5年后桥梁徐变上拱发展速率变慢;轨向谱幅频随时间无显著变化;轨道精调能显著改善轨道平顺状态。     

碎橡胶道床轨道构想

轨道结构的高平顺性,是确保高速列车安全、舒适运行的关键;而有效控制或破解轨下基础较大工后沉降,则是确保轨道结构高平顺性的关键。现行无碴轨道结构无法有效控制或破解轨下基础较大工后沉降,故需要优化。采用枕间弹性材料密封优化宽枕防雨型轨道框架、退役废旧橡胶制品粉碎制成的碎橡胶道床、枕外钢弹簧横向定位、枕下垫板调高和沉降路面修复工艺等5项发明创造,装配成三维弹性支撑的碎橡胶道床轨道(或称无底座无碴轨道、轻型浮置板轨道)。将以其结构精简无赘区、质量均衡无弱区、轨道修理无盲区、铺设区域无禁区的特色,实现轨道高稳定性、高平顺性、高柔韧性、高耐久性和低消耗、低成本、低污染、少维修的夙愿。尤以其可破解轨下基础较大工后沉降的技术优势,建设成本不及板式无碴轨道之半的经济优势而超越板式无碴轨道。碎橡胶道床已在站线上铺设,效果良好。对今后考虑在正线上铺设,乃至高速铁路铺设,有一定基础。     

客运专线桥上无碴轨道施工成套设备设计研究

针对即将修建的客运专线,亟待研究桥上(板式)无碴轨道施工成套设备,即轨道板铺设列车、CA砂浆自动搅拌灌注列车、长钢轨铺设列车以及动态轨检小车.其目的是确保无碴轨道的施工质量及施工效率.     

利用既有无砟轨道城际铁路运输轨料的可行性和安全性研究

为确保牵引机车在以ZC活载设计的城际铁路无砟轨道上运行，利用既有广清城际线路(无砟轨道)为相邻在建线路运输轨料，成为国内外首例利用既有无砟轨道城际铁路运营线路运输轨料成功案例，需研究利用既有无砟轨道城际铁路运输轨料的可行性和安全性研究，同时可填补国内这方面研究的空白。结合既有广清城际铁路(无砟轨道)开展无砟轨道城际铁路运输轨料的可行性和安全性研究。分别从轨料运输列车对城际铁路最大坡度的适应性、桥梁结构对轨料运输车上线的适应性、轨道结构对轨料运输车上线的适应性和轨料运输对广清城际铁路通过能力的影响4个方面进行研究。首先，通过牵引计算模拟仿真实验测评，分析并解决轨料运输列车能否适应城际铁路最大坡度的问题；然后，基于轨料运输车上线实验数据，分析轨料运输车上线对桥梁、轨道结构安全性影响，解决轨料运输车上线的安全性、可靠性问题；最后，基于广清城际现状客车开行计划和天窗类型，分析并解决轨料运输与旅客运输的适应性问题。研究结论：轨料运输列车能适应城际铁路最大坡度；桥梁结构能适应轨料运输车的荷载；无砟轨道结构各部分动力学指标和行车安全性指标可满足相关规范要求；广清城际天窗外非客运时段轨道运输能力可以满...     

重载对铁路轨道结构破坏作用分析

重载铁路运输是国内外货物运输的方向,重载铁路由于大轴重、高密度组合列车的开行,对轨道结构的冲击力及破坏作用较大。根据国内外有关轨道力学、轮轨关系、重载轨道的研究成果,对重载铁路轨道结构的竖向、横向、纵向受力特点进行了全面分析,且根据朔黄铁路现场测试数据,就万吨列车与普通列车对轨道结构的受力影响进行了对比。对轨道结构各组成部件的相互作用力和重载运输对轨道结构破坏作用进行了重点论述,结合朔黄重载铁路工务设备养护维修的实践经验,提出了轨道结构各组成部分在加强与养护维修方面的建议与措施。     

高速铁路轨道技术综述

研究目的:高速铁路的轨道必然比普通线路具有更高的安全性、可靠性和平顺性,为保证轨道结构的这些要求,轨道各部件的力学性能、使用性能和组成为结构的整体性能都比普通轨道部件高得多。本文旨在提供长期以来国内外在高速铁路轨道方面的研究成果与应用经验,以期满足中国高速铁路建设和发展的需要。研究结论:对各国在高速铁路轨道结构、客运专线和高速铁路对轨道结构的要求、钢轨、轨下基础、扣件、道床等方面的技术指标做出分析和评述,并对一些关键技术的发展提出了思路。     

城市轨道交通大坡道及小半径曲线地段轨道结构受力和变形特性分析

采用有限元法建立了大坡道及小半径曲线地段的长枕埋入式轨道和浮置板轨道结构模型,分析列车紧急制动下坡通过曲线时的钢轨受力、轨道结构底部支反力及轨道板的位移。结果表明:浮置板轨道结构的钢轨纵向力大于长枕埋入式轨道钢轨纵向力;长枕埋入式轨道结构底部纵向支反力大于浮置板轨道隔振弹簧的纵向支反力,垂向支反力小于浮置板隔振弹簧垂向支反力。列车转向架处于浮置板两端时会引起轨道板垂向位移增大,对剪力铰影响较大;纵向位移自列车荷载作用处向浮置板两端递减,纵向位移最大值约为0.30 mm;列车通过曲线时易引起浮置板向外轨方向发生横向位移和倾斜。     

跨区间无缝线路长轨铺设技术

无缝线路在结构上消除了钢轨接头，减少列车在接头区的冲击与振动，不仅延长了轮、轨等部件的使用寿命，减少了维修费用，而且提供了平滑的运行表面，给列车运营与行车安全也带来诸多好处，提高了铁路客货运输高速行车的安全性、可靠性和舒适性。目前一次铺成由连续焊接轨组成的跨区间无缝线路已成为各国铁路的主型轨道结构，是国际铁路建设发展的大趋势，因而，一次铺设跨区间无缝线路的技术及装备也显得日益重要。     

200km/h提速线路轨道不平顺对车辆横向振动影响分析

轨道不平顺是列车振动的主要激扰源,其状态直接关系到列车运行的平稳性、安全性和舒适性,也是限制列车最高运行速度的主要因素之一。本文基于轨检车现场实测数据,对我国提速线路轨道不平顺、列车振动加速度进行了统计分析及相关分析,并探讨了线路轨道不平顺对列车横向动力特性的影响。结果表明:提速线路轨道不平顺幅值服从正态分布;轨向不平顺对列车横向振动有显著影响;当列车以200 km/h的速度运行时,为了避免列车在不平顺激励下产生共振,应该对40 m波长的轨道不平顺进行控制。     

基于实测数据的曲线轨道处钢轨横截面载荷研究

铁路具有运量大、运输密度高、车辆轴重大等特点,其对轨道结构的冲击作用力相当大,容易导致钢轨磨损以及轨道部件破损,降低行车安全性。曲线轨道作为线路的重要组成部分,具有转向角和外轨超高的特点,因此列车通过时,轨道的受力状况会发生变化,导致车辆晃动、轨道磨耗加剧。为研究小半径曲线处钢轨的受力状况(包括垂向力和横向水平力),奥地利联邦铁路公司下属基础设施股份公司(?BB-Infrastruktur AG)开展了一项课题研究。研究目的是基于实测数据创建小半径曲线上钢轨横截面的垂向力和横向水平力载荷谱,并基于所创建的载荷谱估算小半径曲线中钢轨的寿命。     

现代齿轨铁路无砟轨道纵向力学特性及结构适用性研究

为研究现代齿轨铁路无砟轨道在列车纵向荷载作用下的力学特性并分析其结构的适用性,基于有限元理论建立现代齿轨铁路无砟轨道空间耦合计算模型,分析了轨道关键部件力学特性,并与有砟轨道进行对比.研究结果表明:齿轨铁路的钢轨纵向力、纵向位移均随轨道坡度、车辆编组数的增加而增大;齿轨根部等效应力最大,最大值小于材料屈服强度,不易对齿...     

京雄城际铁路雄安高架站无砟轨道减振技术研究

京雄城际铁路雄安高架站轨道层为"房桥一体"的框架结构,该层正上方及正下方均设置旅客候车区.列车到发及通过时引发的振动传递至站台、车站办公场所及候车厅,会影响候车旅客及车站办公人员的舒适性.基于有限元理论建立车-轨-站一体化耦合动力学模型,研究列车通过时无砟轨道结构的动力响应,分析不同刚度隔振垫的减振效果,并对减振无砟轨...     

广州地铁4号线轨道扣件设计

扣件是钢轨与轨下基础的重要联结部件,其功能是保持钢轨在轨下基础上的正确位置及可靠联结,抵抗钢轨传来的纵、横向力,并为轨道结构提供一定的弹性,因此应根据各种不同的结构进行设计和试验。直线电机运载系统要求扣件结构即要保证轨道结构稳定,又满足直线电机静态和动态的气隙要求,结合广州地铁4号线轨道扣件的实例,阐述直线电机运载系统轨道扣件的设计方法。     

论高速客运专线的轨道平顺性

快速、舒适和安全是铁路高速运输得以实现的3大要素就轮轨系统运输而言，由于列车与轨道的相互作用．势必会引起轨道几何形位的不断变化．这种变化使其与设计线形产生误差出现轨道几何不平顺．反过来又会影响列车行驶的安全性和舒适度。提供运行速度快、安全可靠性高及乘坐舒适度良好的轨道，是高速铁路轨道管理的最基本目标。其中．安全性和舒适度又是实现高速运行的两大支柱。现介绍轨道不平顺对安全和舒适度的影响．并结合客运专线的设计标准对轨道的平顺性进行阐述。     

轨道交通列车过岔振动特性研究

建立了列车过岔有限元模型,利用轨道振动微分方程原理,定性研究城市轨道交通中不同轨下刚度和列车速度在道岔辙叉区对轨道振动特性的影响.分析了心轨尖端、心轨跟端及辙叉区共用垫板中心等特殊部位处的轨道振动特性.结果表明:列车速度的变化对钢轨最大竖向加速度和岔枕最大竖向加速度的影响较大;而辙叉区轨下刚度的变化对钢轨最大竖向位移、岔枕最大竖向位移及岔枕最大竖向加速度有较大的影响.     

桥上纵连板式无砟轨道挠曲力计算分析

根据桥上纵连板式无砟轨道的结构特点,基于有限元方法建立桥上纵连板式无砟轨道挠曲计算模型,计算温度荷载下的挠曲力,分析列车荷载作用长度、活载入桥方式对挠曲力的影响,研究桥上纵连板式无砟轨道在挠曲力作用下的梁轨相互作用规律。结果表明:桥梁挠曲变形所引起的钢轨纵向附加力较小,其中简支梁桥上钢轨挠曲附加力不超过21.6 kN,连续梁桥上钢轨挠曲附加力不超过24.0 kN;在进行部件的受力检算时,应根据具体的部件选用伸缩力或挠曲力;与桥上有砟轨道及单元板式无砟轨道有较大不同的是,还需要根据不同的检算部件寻求最不利的挠曲力列车荷载加载方式;建议采用活动端迎车进行加载。     

浅析重载铁路的养护维修方法

结合重载铁路轨道结构的特点、轨道结构的破坏形式、轨道部件伤损的主要原因等几个方面,分析了重载铁路轨道结构在列车反复作用下的变化情况,根据道床的破坏与通过总重的关系、路基等破坏与通过总重的关系、轨道结构连续弹性支撑原理等,提出了轨道结构部件、轨道道床、钢轨接头、路基等养护的重点和方法。