平曲线上大调整量弹性支承块式轨道结构动力响应规律分析

基于车辆-轨道耦合动力学及有限元方法,采用ABAQUS®-MATLAB®联合仿真技术,建立车辆-钢轨-弹性支承块式无砟轨道耦合动力学模型,研究不同的车辆类型在多种平曲线线型条件下大调整量弹性支承块式无砟轨道的动力响应特性,分析并评估弹性支承块式无砟轨道用于小半径曲线线路条件的适用性和可行性。研究结果表明:轨下垫板高度的调整对各项指标的影响比支承块帽檐高度调整对各项指标的影响小,当调高从-60 mm增加到60 mm时,轨距扩大量增幅达到了235.00%,当且仅当在调低或调高轨下垫板高度时,轨距扩大量才会发生明显变化;随曲线半径减小,轨距扩大、行车安全性、稳定性等指标随之增大;小曲线半径对支承块的轨距保持能力具有较大影响,当半径减小到2 800 m时,轨距扩大量相比于半径5 000 m的增大了67.50%;与客车相比,当货车运行至小半径曲线路段时,轨距扩大量具有明显的增大趋势,在相同运行条件下,相比于客车的轨距扩大量,货车的轨距扩大量增幅达到110.45%。总体而言,在不同曲线半径、支承块调高情况下,列车运行各项安全性、稳定性及轨距扩大量等指标均在规范规定的安全限值以内,总体来看轨道几何保持能力良好;在实际工程中,当列车尤其是货车经过小曲线半径路段时,应尽量降低行驶速度,以避免困难路段所带来的影响行车安全性、稳定性等隐患。

地铁车辆曲线运行车内噪声影响因素的试验分析

[目的]针对地铁车辆在曲线线路上运行时车内噪声较大的问题,需对其影响因素开展深入研究。[方法]通过对线路上部分直线与曲线区间位置的钢轨以及被试车辆的车轮表面进行粗糙度测试分析,同时采集曲线轨道位置在钢轨打磨前后相应的车辆转向架区域与车内噪声。[结果及结论]研究发现车轮粗糙度在某些波长范围超出标准ISO 3095:2013 Acoustics—Railway applications—Measurement of noise emitted by railbound vehicles约3 dB(A),而曲线区间内轨的钢轨粗糙度超出高达20 dB(A)以上,直线段钢轨粗糙度满足标准,打磨后该地铁转向架区域与车内噪声显著降低。此外,在两个曲线半径均为300 m的“S”形曲线区间,安装了轨顶摩擦调节装置,测试对比研究结果表明,通过该装置改善过曲线时的轮轨表面润滑状态,使得轮轨振动噪声下降,地铁车内噪声在一定程度上有所降低,第二个曲线处车内噪声下降达3 dB(A)。因而,在轨道小曲线位置,综合采取钢轨打磨以及改善轮轨润滑状态策略,可降低地铁车辆在过曲线时的车内噪声。

铁路曲线上轮轨磨耗影响参数的仿真研究

运用SIMPACK虚拟样机技术,从线路设计及养护维修的角度出发,对铁路曲线上车辆速度、轨底坡、曲线超高及钢轨涂油对轮轨磨耗的影响进行仿真计算和分析。分析结果表明:为降低轮轨磨耗及保证行车安全,车辆速度以比线路条件决定的最高行车速度略低为宜;曲线超高过低或过高均会增大轮轨磨耗,由于小半径曲线上设置的超高一般偏大,故而适当降低小半径曲线的超高对于降低轮轨磨耗是有利的;轨底坡的适当增大可使得轮轨磨耗有一定降低,但效果不明显,且轨底坡过大会加剧轮轨磨耗;对钢轨进行适当的涂油可有效降低轮轨磨耗,但应进行严格控制,涂油太多对于降低轮轨磨耗反而不利。

小半径曲线动力学超限成因分析及影响因素研究

线路曲线地段是轨道结构的薄弱环节。结合蠕滑理论,建立了动车组的动力学仿真模型,并利用试验数据对动力学模型进行了验证。利用仿真模型进行了小半径曲线上动力学超限成因、机理分析以及通过曲线时的影响因素分析。分析结果表明:由于游间的减小,轮轨容易产生两点接触,因此,小半径曲线上车辆的动力学响应对轨道几何不平顺更加敏感。当小半径曲线上有较大的轨道几何不平顺时,应严格控制车辆以不高于均衡速度的速度通过;同时,半径<600 m的小半径曲线的轨道几何不平顺的控制应比现行标准更加严格。

曲线上钢轨横向位移影响因素分析

为研究曲线上钢轨横向位移的影响因素,建立了包括钢轨、轨下垫层、扣件的有限元模型,分析了在有、无列车荷载的作用下钢轨的横向位移随曲线半径、升温幅值的变化规律,及钢轨在受温度力这种分布力作用时扣件参数对钢轨横向位移的影响。结果表明在升温幅值较大的小半径曲线上,温度力会使钢轨产生较大的横向位移;扣件对钢轨横向位移的影响与钢轨所受的荷载有关,适当增加弹条的扣压刚度可减少温度力引起的钢轨横向位移。

既有线提速过程中的曲线轨道问题

曲线超高、轨道临界横向抗力、轨距保持强度是控制列车曲线通过速度的主要参数。作者介绍了国外主要铁路在上述参数方面的有关试验资料、计算公式及控制标准，揭示了在这些领域仍有待研究和解决的许多重要课题，并对我国铁路既有线提速过程中上述参数值的选用及相应的曲线通过速度安全评估方法提出了建议。

高速铁路站区小半径曲线减磨研究

高速铁路站区小半径曲线的钢轨磨耗已成为影响高速动车组运行品质和安全的重要因素。以高铁动车组和高铁站区小半径曲线为研究对象,采用多体动力学软件,建立车-线多体动力学仿真模型,研究车辆通过曲线时产生钢轨侧磨的动力学原因,并调整超高、轨底坡、摩擦因数、型面等参数的设置,从而确定钢轨侧磨的控制性因素,并提出减缓高铁站区小半径曲线钢轨侧磨的建议。

75kg·m^(-1)钢轨用轨撑设计与铺装试验

针对重载铁路小半径曲线和长大坡道线路的轨距、线型难于保持,外轨侧磨严重,养护维修工程量大的情况,研制了普通型和减振型2种形式的75 kg.m-1钢轨用轨撑。在大秦线的轨道动力特性试验和现场试铺表明:与既有Ⅱ型弹条扣件相比,安装2种轨撑后测试断面的轨头横向静刚均有大幅增大,其中,外轨轨头的横向静刚度增大40%～54%,内轨轨头的横向静刚度增大9%～113%;轨撑提高了钢轨的横向抗力和抗倾覆的能力,提高了行车安全性;钢轨横移和钢轨侧磨明显减小,轨距和轨向保持良好,减小了日常养护维修工程量。减振型轨撑的减振效果更好。

关于曲线超高的设置问题

在当前快速、重载化的运输条件下 ,曲线轨道出现大量病害 ,如外轨鱼鳞伤损、侧磨伤损等。曲线超高与曲线轨道病害的产生有密切关系。文章通过对轮轨接触关系的分析 ,提出超高设置“欠大过小”(即设大欠超高 ,小过超高 )的观点 ,并将其量化 ,以便现场操作。

铁路曲线外轨超高智能系统

提出了一种旨在调节铁路曲线段外轨超高的智能系统。介绍了该系统的组成及工作原理。该智能系统主要包括速度检测装置、中央处理系统、外轨超高调节装置、监控装置等,通过检测即将驶入曲线段的列车速度,计算出列车所需的外轨超高值,在列车驶入曲线段之前完成超高调节。该智能系统可实时调整铁路曲线外轨超高,以适应不同速度的列车对外轨超高的需要。

京津客运专线曲线轨距加宽条件的研究

京津客运专线动车组与我国既有线路机车车辆有很大不同。既有线机车车辆轮对内侧距为(1 353±3)mm,京津客运专线动车组轮对内侧距为(1 360±1)mm。后者轮对的转向架通过京津正线R=400 m及联络线R=200 m的曲线时,其轨距是否满足要求,必须进行检算。根据检算的结果,提出客运专线正线曲线半径≮500 m及联络线曲线轨距加宽值的建议。

大西客专无砟轨道曲线超高设计调整的动力学分析

大西客专综合试验段无砟轨道曲线超高按速度200 km/h设计,开行最高速度385 km/h试验列车时曲线欠超高过大,影响行车安全性和舒适性。通过建立列车-双块式无砟轨道动力学模型,首先对试验段各曲线的行车安全性和舒适性进行了动力学评估检算,确定了需进行超高调整的曲线,然后针对需调整超高的曲线开展了动力学计算分析,从保证行车安全性和舒适性角度结合扣件调整能力得出了曲线超高调整方案。具体方案为:半径10,12 km的曲线,维持既有超高设置,不调整;半径7 km的曲线,超高从70 mm增加至130 mm;半径8 km的曲线,超高从60 mm增加至100 mm。既有可调超高扣件能满足调整幅度要求。

弹性减磨防脱新型护轮轨实用效果的理论分析

从强化小半径曲线轨道框架结构和横向承载力入手,研制了既能防止列车脱轨又能减少钢轨侧磨的新型护轮轨装置。本文结合新型护轮轨的构造,阐述了这种护轮轨减磨、防脱,以及改善轨道横向稳定性与轨道平顺性的机理。

弹性减磨防脱新型护轮轨装置的研究与应用

根据列车车轮脱轨与轮轨之间产生磨耗及伤损的力学机理,从强化小半径曲线轨道框架结构和横向承载力入手,研制了既能防止列车脱轨,又能减少钢轨侧磨的新型护轮轨装置。本文详细阐述了这种护轮轨的构造、设置条件、铺设范围及实用效果。

山区铁路小半径曲线地段铺设无缝线路探讨

分析在小半径曲线地段铺设无缝线路的可行性 。

优化曲线超高设置的方法及其理论

在当前快速、重载的运输条件下 ,曲线轨道出现大量的新老病害 ,如外轨鱼鳞伤损、侧磨伤损等。曲线超高作为曲线轨道状态的主控要素之一 ,与病害的产生有密切的关系。通过对曲线上轮轨接触关系的分析 ,提出超高设置中“欠大过小”的观点 ,即设大欠超高 ,小过超高 ,并试图量化 。

轨道测量仪超高测量分析

从轨道的超高测量原理出发,对不同轨道测量设备超高测量结果不一致的原因进行研究。轨道测量仪与其他轨道测量设备超高测量结果不一致是由于超高测量面与轨道超高测线"线面不一致"。并对"线面不一致"导致的超高测量误差进行了误差分析和试验验证。基于轨道测量仪的自身结构和超高测量原理,提出了减少"线面不一致"超高测量误差的方法和建议。

铁路曲线轨道方向整正方法的研究与改进

从解决现场整正实际问题出发 ,对铁路曲线轨道整正方法进行了研究与改进 ,提出了正矢和不闭合的处理方法 ,得出了一种在曲线上设置人为控制点限制拨量、分段有限度地对计划正矢及拨量进行修正的实用方法 ,能兼顾小拨量和曲线的良好圆顺度两方面要求 ,并易于计算机编程计算 。

快慢车运营模式时速120km线路的轨道超高设置

在快慢车运营模式下,快车与慢车通过曲线速度差异较大。建议线路设计时,靠近越行站的曲线不宜距离车站过近。轨道设计中存在对限速的放大,需检算其对乘客舒适度的影响。列车通过速度大于71.4 km/h的曲线有必要降低超高顺坡率的允许值。

利用常规有限元软件实现无应力状态法

无应力状态法是一种用于施工控制的先进理论方法,该方法大大方便了施工控制过程。在中国市场上具有无应力状态法专业分析模块的软件很少,即便是广泛使用的MIDAS Civil软件也无此模块。本文就此提出了利用一般有限元软件进行无应力状态法分析的方法、流程和注意事项,并通过MIDAS Civil建立一钢箱梁斜拉桥有限元模型进行验证。结果表明,该方法完全能够以常规有限元软件为平台来实现无应力状态法。