客运专线道岔前后轨道刚度过渡段动力学研究

客运专线有砟轨道及无砟轨道道岔区的轨道刚度约是区间线路的2~3倍,差别较大,均需要通过设置轨道刚度过渡段来减轻轮轨动力作用,改善行车的平稳性。从保证行车安全性和舒适性、降低对轨下基础动力冲击作用的角度,提出轨道刚度过渡段动力性能的评价指标以及过渡段合理长度的确定方法,既要满足钢轨挠度变化率小于0.3 mm.m-1的要求,还应满足轮轨垂向力衰减距离以及车体加速度衰减时间的要求。应用车辆-轨道耦合动力学模型与理论,进行客运专线道岔前后轨道不同刚度过渡段方案的动力学分析。结果表明:客运专线道岔前后轨道刚度过渡段可采用轨道刚度分级过渡的方法,每一级刚度取15个轨枕间距,并依据实际线路轨道刚度差的大小在3~6级中完成过渡。     

遂渝线无砟轨道动力学性能研究

研究目的：研究建立无砟轨道结构动力学性能评估的方法和手段。 研究方法：应用车辆-轨道耦合动力学理论，建立列车一无砟轨道空间耦合振动模型，从而导出弹性地基上轨道板的运动方程；应用开发的无砟轨道动力学仿真软件TRACKDYNA，系统地研究评估遂渝线综合试验段无砟轨道及其过渡段的动力学性能。 研究结果：快速客车、重载货车以及普通货车通过路基上板式轨道时，轮轨垂向力、轮轨横向力、脱轨系数、轮重减载率、CA砂浆动应力、路基面动应力等动力学指标均小于容许值。 研究结论：遂渝线无砟轨道结构动力学性能满足设计要求，过渡段结构设计方案是合理的；对于双块式轨道过渡段，适当降低2种轨道连接点处双块式轨道前几个扣结点的轨下胶垫刚度，可改善过渡段的动力学性能。     

遂渝线无碴轨道综合试验段路基工程设计

介绍遂渝线无碴轨道综合试验段地形、地质及路基工程情况，以及无碴轨道路基工程主要设计原则。     

板式轨道过渡段刚度设计计算方法

介绍板式轨道过渡段的设计原理及其计算方法     

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.     

遂渝线路基上板式无碴轨道结构设计研究

研究目的:本研究主要为了确定遂渝线无碴轨道综合试验段路基(刚性路基、土路基)上铺设板式无碴轨道的轨道结构参数。研究方法:利用有限元模型,路基按刚性路基、土路基、设与不设混凝土层、轨道板与底座伸缩缝是否对齐等多种工况进行轨道结构各层及基床表层的受力特性分析。研究结果:对于板式轨道没有必要在底座下设置混凝土层。土路基上轨道板与底座伸缩缝错开设置对轨道结构受力较为有利。研究结论:在刚性路基和土路基上,板式轨道可不设置支承层。土路基上设计板式轨道时应尽量减少底座伸缩缝的设置,同时应使轨道板与底座伸缩缝错开布置。刚性路基上设计板式轨道时可根据工程需要来确定轨道板与底座伸缩缝是否对齐。土路基上,在相同条件下,基床表层厚度由400 mm增加到700 mm,各层应力变化很小。     

遂渝线无砟轨道设计

研究目的:通过遂渝线无砟轨道设计,解决成段铺设无砟轨道的技术难题,供高速铁路无砟轨道设计和施工参考。研究结果:运用先进的理念对板式轨道(包括普通板、框架板、预应力板)和双块式无砟轨道的构造、材料及钢筋混凝土的裂纹进行了详细设计,并提出了解决当前无砟轨道技术难题的方法。     

轨道过渡段刚度突变对轨道振动的影响

建立轨道过渡段基础刚度突变的轨道振动微分方程,推导单轮作用下轨道变形的解析表达式。利用该解析解和叠加原理,研究轨道刚度突变对轨道振动的影响,分析单轮对和TGV高速列车在3种轨道刚度比时的轨道动力响应。结果表明,轨道刚度突变对轨道振动影响较大,轨道动力响应随着刚度比和列车速度的增加而增加。在理论分析基础上,提出轨道过渡段整治原则:过渡段宜采用分层(3~4层)强化基础刚度的措施;列车在过渡段运行时应满足所引起的动力系数小于或等于1.2及过渡段各层之间的刚度比在0.5~1之间;过渡段每层平缓距离,当列车速度小于或等于160 km.h-1时,取5 m,当列车速度大于160 km.h-1时,取10 m。     

遂渝线无碴轨道综合试验段平纵断面设计参数动力性能评估

应用车辆—轨道耦合动力学理论,系统研究分析了遂渝线无碴轨道综合试验段线路平纵断面设计参数在快速旅客列车、提速客车、快速货车2、5 t双层集装箱货车、普通货车等客货共线运营条件下轮轨系统的动力学性能。仿真计算结果表明,在各种运营条件下遂渝线无碴轨道试验段线路平纵断面设计参数是合理的,行车安全性和舒适性能够得到保证。     

道岔过渡段设置条件的动力学性能分析

对提速道岔和大号码道岔两端有无必要设置过渡段及道岔过渡段的结构及其长度等进行了仿真计算分析，并对我国铁路当前出现的这一新问题作出了符合实际的回答     

CFG桩在遂渝线无砟轨道综合试验段中的应用

研究目的:通过开展CFG桩在遂渝线无砟轨道综合试验段地基处理中的应用研究,提高对CFG桩的设计与施工的认识。研究结论:CFG桩复合地基设计时,桩体强度可采用5 MPa;CFG桩复合地基承载力一般在220-250 kPa,满足设计要求;路堤竣工后1个月CFG桩复合地基沉降已趋于稳定,路堤竣工后CFG桩复合地基沉降量较小,一般在10～25mm。     

遂渝铁路无碴轨道工程技术创新研究与实践

2004年,铁道部决定建设遂渝铁路无碴轨道试验段,系统试验研究无碴轨道结构、轨道电气特性、扣件系统、路桥线下工程、100m长定尺钢轨铺设、无碴轨道施工及长期测试等关键技术,通过成区段铺设无碴轨道并进行实车试验,取得无碴轨道工程成套技术和科学数据。遂渝铁路无碴轨道试验段有目的地设计了CRST-I型平板式、框架型板式、纵连板式轨道和CRST-II型双块式无碴轨道等多种类型。试验段于2007年1月进行了实车试验,动车组试验最高速度232km/h,货物列车最高试验速度141km/h。这标志着我国铁路具有自主知识产权的无碴轨道试验段建设成功,并为我国客运专线无碴轨道技术再创新打下了基础。     

高速铁路运营线无砟轨道地段插入道岔技术研究

随着我国高速铁路网建设的不断深入和完善,大量新建线路需要引入既有车站或枢纽,我国高速铁路建设运营线无砟轨道地段插入道岔的功能需求日显迫切,已成为制约我国高速铁路建设的关键技术难题。结合某新建高速铁路引入既有高铁站的接轨方案,提出拆除既有无砟轨道、新铺无砟道岔技术方案,通过设置安全隔离板墙,封锁一线施工,相邻正线单线行车,采用新材料、新工艺、新技术等系列措施,可确保施工安全和缩短工期,减少对运营的影响。该方案解决了高铁车站或枢纽无砟轨道接轨的技术难题,实现新建高速铁路线路与既有枢纽的成功引入。     

桩网结构基础在遂渝线无砟轨道试验段中的应用

研究目的:通过介绍遂渝线无砟轨道综合试验段桩网结构路基设计以及施工情况,阐明桩网结构基础的特点、必要性及设计流程。研究结果:桩网结构基础是一种刚性桩基,可以有效控制地基沉降达到设计要求,适用于对地基变形要求严格以及工期短或地质复杂地段的地基加固。     

遂渝线无砟轨道综合试验段桥涵总体设计

研究目的:为了研发具有自主知识产权的桥梁无砟轨道成套技术,积累桥上铺设无砟勒道的设计、建设经验。研究结果:根据我国第一条无砟轨道综合试验段的桥涵设计特点,对无砟轨道桥涵设计过程中的若干技术问题进行了研究、分析、总结。对客运专线无砟轨道桥涵设计具有参考价值。     

无碴轨道道岔区轨下基础受力分析

研究目的：本文以遂渝线12号无碴道岔道床为例，对12号无碴道岔的轨下基础受力和变形特性进行了分析，为无碴道岔道床的设计提供参考。 研究方法：根据多重叠和梁理论，运用有限元方法建立了无碴轨道道岔区轨下基础受力模型，针对无碴轨道板之间接触条件的特点，对无碴轨道道岔区轨下基础受力进行了分析。 研究结果：在同样荷载条件下，板层之间无紧密连接的无碴轨道的板层拉应力要大于板层有紧密连接结构的拉应力；当道床板层之间紧密连接时，道床板连续与否对道床板弯矩和路基面压应力影响不大。 研究结论：通过建立无碴轨道岔区道床有限元模型对岔区道床在列车荷载作用下的轨道响应进行了探讨，并分析计算了岔区分开式道床和连续式道床的道床板截面最大弯矩供设计时参考。道床板层之间紧密连接时，道床板连续与否对道床板弯矩和路基面压应力影响不大，故道床设计时可针对分开式道床和连续式道床的特点进行合理选用。     

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。