城市轨道交通工程地铁钢轨轨底坡调整技术研究

城市轨道交通工程中,钢轨不均匀磨耗的原因之一是轨底坡不满足设计要求。根据重庆轨道交通1号线现场测量的轨底坡数据,通过调整轨下垫板或扣件板下垫板的方式,对轨底坡测量数据不满足要求的地段进行调整,使轨道几何尺寸得到了有效控制,列车轮对与轨面的关系得到了改善。结论如下:轨底坡的正确设置,可减少钢轨不均匀磨耗,提高车辆轮对与钢轨的使用寿命,减少养护维修费用。     

城市轨道交通线路钢轨剥落掉块分析与防治措施

对苏州轨道交通2号线钢轨剥落掉块地段进行调查研究,了解了钢轨剥落掉块的具体情况与原因。通过现场轨底坡调整实验与有限元计算可知,在小半径曲线地段将上、下股轨底坡均由1∶40调至1∶20后,曲线上股钢轨光带由内侧转移至钢轨顶部中间区域;轨底坡调整后,钢轨受力情况由偏荷载变成正荷载,其应力与变形量均减小;轨底坡调整前钢轨应力集中在钢轨内侧轨头弧度位置,与现场剥落掉块处相吻合,轨底坡调整后钢轨应力基本均匀分布于整个轨头,避开了现场剥落掉块处。因此建议在城市轨道交通钢轨剥落掉块预防整治时可以考虑在小半径(半径小于400m)曲线地段将轨底坡设置为1∶20,该措施可减少轮轨非正常接触,延缓剥落掉块的发展。     

轨底坡和轨头廓面对钢轨接触疲劳伤损的影响研究

LM型货车车轮分别与我国60 kg/m钢轨和美国136RE牌号钢轨匹配条件下,60 kg/m钢轨1:40轨底坡时,轮轨接触斑面积比1:20轨底坡的面积小;美国136RE牌号钢轨在1:40轨底坡条件下的轮轨接触斑面积与60 kg/m钢轨在1:20轨底坡时接触斑面积相当.铺轨试验结果表明,60 kg/m钢轨在1:20轨底坡时,接触疲劳伤损明显比1:40轨底坡轻;SS钢轨在同样的1:40轨底坡条件下其伤损明显比U75V钢轨轻,实际使用寿命明显延长.     

钢轨轨底坡对重载铁路轮轨关系影响的研究

为研究我国重载铁路钢轨轨底坡对轮轨关系的影响,计算分析不同轨底坡条件下,重型钢轨75kg/m(CHN75)与LM车轮踏面匹配时的静态轮轨接触参数.采用多体动力学软件SIMPACK建立我国重载货车模型,采用数值积分方法仿真计算两种轨底坡工况下车辆的曲线通过性能.分析结果表明,对于75 kg/m(CHN75)-LM接触副,与1/40轨底坡相比,采用1/20轨底坡时接触点的分布更为均匀、合理.当轨底坡由1/40增为1/20后,相同轮对横移量下的轮径差和接触角差均有所增大,改善了轮对重力刚度,提高了车辆的曲线通过能力;并使轮轨接触斑面积增大,降低了滚动接触疲劳发生的几率.为我国重载铁路轨底坡的取值提供参考.     

轨底坡对重载铁路钢轨疲劳裂纹萌生寿命的影响

合理的轨底坡参数可以优化轮轨间的接触状态,降低钢轨萌生裂纹的概率。为研究轨底坡参数对钢轨疲劳裂纹萌生寿命的影响,基于弹塑性接触理论,建立三维瞬态轮轨接触有限元模型,模拟不同轨底坡参数下(1:10,1:20,1:30,1:40,1:50和1:60)重载铁路轮轨间接触状态。根据Jiang-Sehitoglu损伤参量理论以及临界平面理论分析不同的轨底坡参数对钢轨疲劳裂纹萌生寿命的影响。研究结果表明：直线线路中,CHN75型钢轨采用1:20这一轨底坡参数时,轮轨间接触面积最大,钢轨表面的接触应力最小,轮轨间匹配程度最好,钢轨可通过轮对的极限次数最大;CHN60型钢轨采用1:40这一轨底坡参数时,轮轨间匹配程度最好,钢轨疲劳裂纹萌生寿命最大。对于重载铁路而言,2种类型钢轨均选用较为适配的轨底参数时,CHN75型钢轨与车轮的匹配程度优于CHN60型钢轨,疲劳裂纹萌生寿命也明显大于CHN60型钢轨。曲线线路中,轮对偏移量小于等于6 mm情况下,内外轨均选用1:20的轨底坡时,钢轨表面接触应力最小,轮轨间匹配状态最好,钢轨可通过轮对的极限次数最大,而当轮对偏移量达到9 mm时,选用1:30(外轨)、1...     

基于2D激光位移传感器的轨底坡动态检测系统研究

设置合理的轨底坡可使钢轨轨头与车轮踏面合理接触,减轻钢轨轨头的不均匀磨耗,延长钢轨使用寿命。为提高轨底坡静态检测精度,线路日常养护和维修效率,提出一种基于2D激光位移传感器(简称2D)的钢轨廓形检测原理和ARM嵌入式技术的轨底坡动态检测方法。结合传感器工作原理与特点,搭建一套可在线连续检测的轨底坡动态检测系统。考虑到2D空间姿态变化,建立适用于轨底坡动态检测的双2D空间姿态关系模型和标定解算模型。因为车体振动会产生对轨底坡计算结果的影响,利用Kalman滤波算法建立多传感器的状态空间模型,对轨底坡计算结果进行补偿。最后选用GJ-4型轨道检测车进行地铁正线试验,试验结果与人工复核结果的对比,符合工务段要求精度。试验结果验证了该轨底坡动态检测系统切实可行,Kalman滤波算法能够很好地对轨底坡的计算结果进行补偿修正。     

重载铁路钢轨疲劳裂纹萌生影响因素

基于临界平面理论的钢轨疲劳裂纹萌生预测模型,建立轮轨三维瞬态滚动接触有限元模型;模拟重载铁路的轮轨接触状态;分析不同轨底坡(分别为1∶40,1∶30,1∶20,1∶10)和不同摩擦系数(分别为0.25,0.30,0.35,0.40,0.50)对轮轨接触状态和钢轨疲劳裂纹萌生的影响。结果表明:轨底坡为1∶40时,采用以上钢轨预测模型得到的钢轨疲劳裂纹萌生位置与现场观测结果基本吻合;轨底坡对轮轨接触斑的位置及应力状态影响较大,LM型踏面车轮与75 kg·m-1钢轨在轨底坡为1∶20时更为匹配;随着轨底坡增大,钢轨疲劳裂纹萌生时的通过总重先增大后减小,轨底坡为1∶20时达到最大;随着摩擦系数增大,钢轨疲劳裂纹越容易萌生。     

钢轨轨底坡(角)测量研究及现实意义

本文结合钢轨轨底坡测量仪获得国家发明专利,对轨底坡(角)测量的重要性进行了分析,得出了轨底坡测量的作用将越来越重要的结论,以期引起对轨底坡(角)测量的重视。     

地铁轨底坡超差对钢轨磨耗的 影响及调整设计

针对地铁短枕式整体道床曲线段出现的钢轨伤损、轨底坡超差、钢轨异常波磨、车内噪声超标等问 题,从调整轨道几何形位、恢复轮轨正常接触状态角度出发,开展轨底坡调整设计研究,制定线路线型优化精调 改造方案。首先,开展曲线段短枕式整体道床轨底坡超差测试,结果表明超差率超过 95%。其次,通过建立车 辆-轨道动力学模型,分析轨底坡对轮轨接触关系及对钢轨磨耗的影响,根据线路轨底坡超差分布情况,开展轨底 坡调整和高密度聚乙烯轨下调坡垫板设计研究。最后,通过“调参数、保稳定”方法增大曲线范围扣件横向刚 度,并调正轨底坡,轮轨接触及轨道横向刚度显著改善。轨底坡调整前后,钢轨、道床、隧道壁振动加速度均有 所下降,光带趋中改善,钢轨横向位移峰值特征值降低 20.51%,隧道壁振级降低 4.8 dB,车内噪声在 630 Hz 主 频段降低 9.52 dB(A),等效声压级降低 6.74 dB(A)。     

钢轨轨底坡对下部授流接触轨安装的影响

接触轨是第三轨授电的地铁牵引供电系统的重要组成部分,接触轨的正确安装是车辆安全受电的前提。针对安装于加长短轨枕上的下部授流接触轨安装形式,建立几何模型推导出接触轨安装位置与钢轨轨底坡之间的数学关系式,给出接触轨正确安装时允许钢轨轨底坡安装误差范围的计算方法,以及两种常见安装参数下接触轨正确安装可接受的钢轨轨底坡范围值。最后,针对钢轨轨底坡超出接触轨安装允许范围而无法安装的情况,给出了补救建议。     

巴准铁路换铺无缝线路设计

巴准铁路设计为预留无缝线路。对巴准铁路换铺无缝线路设计进行研究,在设计时根据工程特点确定设计参数、锁定轨温,对大跨桥连续梁无缝线路的钢轨强度、稳定性、断缝值和梁轨快速相对位移等进行检算,确保其满足设计要求,并提出可行的无缝线路结构设计方案,为日后巴准铁路换铺无缝线路提供参考。     

城市轨道交通接触轨质量指数评价方法研究

针对现有的接触轨不平顺检测不能有效地利用接触轨检测数据对接触轨线路质量进行评价分析提出了接触轨质量指数(CRQI)及其评价方法,对接触轨不平顺分区段进行管理。利用接触轨检测车在广州地铁4号线金洲站-黄村站上行区间的检测数据,分别统计其CRQI,以及CRQI中方向不平顺和高低不平顺的频数分布和累计分布,计算方向不平顺和高低不平顺在CRQI中的权重,并分别探讨CRQI,以及CRQI中方向不平顺和高低不平顺管理值。     

城市轨道交通DC 1 500V四轨技术研究

针对城市轨道交通牵引供电系统利用走行轨回流而产生杂敞电流的问题,结合DC 1 500 V供电制式供电距离长、电压损失小的优点,提出采用DC 1 500 V四轨技术来彻底解决杂散电流产生的问题.对DC1 500 V系统的技术方案、工程应用可行性和投资影响等进行了深入研究,并得出DC 1 500 V四轨系统在城市轨道交通工程中的应用是完全可行的结论.     

直线尖轨道岔与曲线尖轨道岔在城市轨道交通中应用探讨

详细阐述60kg/m 9号直线尖轨道岔与曲线尖轨道岔的特点、使用中存在的利弊及其对运营的影响,从性能、经济、运用等方面进行了性价比分析,并结合城市轨道交通运营特点,以满足运营要求为前提,而且从满足城市轨道交通运营不同需求方面,对道岔选型提出了相应的建议。     

城市轨道交通轨道系统的设计优化和细化

轨道系统作为城市轨道交通的基本组成之一,基本理论和设计技术都比较成熟,本着精细化设计的理念,从施工的角度,将以往设计中一些有待进一步优化的问题加以总结,对轨道系统设计的优化和细化提出一些建议,供未来的新建工程设计参考.     

城市轨道交通接触轨故障的应急处置

根据城市轨道交通接触轨的运行特点,基于列车有效取流长度,分析了可能存在的接触轨故障情况,详细描述了应急组织及实施方案,并研究了抢修过程中的难题,初步构建了接触轨故障情况下的应急处置框架,为今后运营出现该类故障的应急处置提供技术支持。     

钢轨减振接头夹板在轨道交通上的应用

分析了钢轨接头病害及影响,阐述了钢轨减振接头夹板的工作原理和使用情况,并介绍了其使用技术要求。通过试验地段的测试表明,减振接头夹板比普通接头夹板具有明显的减振、降噪的优点。     

城市轨道交通钢轨电位和新型回流装置研究

以成都地铁为例,基于钢轨绝缘节的老化和单向导通装置频繁导通问题,将车辆段及停车场等效为小电阻接地支路进行仿真。仿真结果表明,小电阻接地支路可使正线钢轨电位最大提升27.2 V,威胁了正线的安全运营。据此提出一种应用于车辆段与停车场的新型钢轨回流装置,并介绍其控制方法。该新型钢轨回流装置具有辅助列车安全通过绝缘节遏制车辆段与停车场内杂散电流、评估钢轨绝缘节绝缘性能和测量出入段线钢轨过渡电阻的功能。     

钢轨打磨车用波磨轨廓检测装置研究

针对钢轨横断面磨损、波浪磨耗现象,提出了研制安装于钢轨打磨车上的波磨轨廓检测装置的课题.该装置主要采用非接触式激光传感器三角测量法进行轨廓检测,采用激光传感器不等弦测量法进行波磨检测,借助CAN(控制器局域网)总线技术,开发相应的软件,对激光测量数据进行了分析处理.介绍了该装置的各组成部分及相应的软件系统,通过对检测数据的分析,提出了钢轨波磨打磨石的验收标准.