捣固装置与有砟道床相互作用及捣固频率的影响研究

捣固频率是大型养路机械作业的关键参数,影响捣固作业动力作用及养修效果。基于压电效应研发了能适应复杂、恶劣捣固作业环境的动态冲击力传感器,自主设计了高精度、高时效的捣镐冲击力测试方法,通过现场试验研究了捣固频率对捣镐冲击力及道床力学质量状态的影响;基于离散元与多柔性体动力学耦合算法构建了捣固装置-有砟轨道精细化系统模型,通过仿真计算研究了捣固频率对道砟受力特征及运动行为的影响。结果表明:在一定范围内增大捣固频率可减小捣镐冲击力,同时提高道床力学质量状态;当捣固频率为30 Hz~40 Hz时,道砟受力相对较小,最不易发生劣化现象,且道砟运动最充分,养修效果最佳。

铁路有砟道床劣化研究进展综述

散体道床在列车循环荷载以及复杂环境长期耦合作用下会产生劣化现象,如道砟破碎、道床沉降等。如不及时进行养护维修,会诱发一系列线路结构病害,影响列车的平稳、安全运营。针对国内外关于有砟轨道劣化的已有研究及存在问题进行分析研究,主要包括道砟颗粒劣化、散体道床劣化等有砟道床劣化机理,有砟轨道结构设计主要影响因素及关键设计参数优化,以及大机养护维修、新型有砟轨道结构等延缓劣化措施。在此基础上,对散体道床劣化研究工作中所需要重视的问题进行探讨。

现代齿轨铁路有砟道床阻力及轨道力学特性

齿轨铁路具备优越的爬坡性能,国外多铺设于山区旅游线路,我国尚无应用。针对齿轨铁路线路坡度大的特点,基于离散单元法建立大坡度有砟道床离散元模型,研究道床纵向阻力随坡度变化规律,并以所得结论为基础,建立齿轨铁路空间耦合有限元模型,对Strub模式齿轨铁路轨排稳定性及结构受力变形进行计算分析。研究结果表明:(1)道床纵向阻力随轨道坡度的增大而呈现余弦规律衰减,对齿轨铁路进行设计时,应对其进行重点考虑;(2)当5节车编组、轨道坡度25%时,轨枕弯矩最大值1.53 kN·m,不会对轨枕造成破坏;(3)轨枕最大位移量为0.79 mm,轨排结构不会失稳;(4)齿轨纵向位移峰值0.82 mm,齿轨最大应力位于齿根部位,峰值为75.8 MPa,齿轨满足要求强度。