市域铁路60 kg/m钢轨12号可动心轨无砟道岔设计

研究目的:市域铁路对城市和区域发展起着重要的支撑和带动作用,多个城市已建或正建。道岔是轨道线路的薄弱环节,是影响列车安全平稳通过的关键因素。为保障高密度运营和减少日常维修,市域铁路轨下基础以无砟轨道为主,但配套的无砟道岔较少,有必要为正线设计60 kg/m钢轨12号可动心轨无砟道岔。研究结论:(1)通过采用复曲线道岔平面线型,提升了列车侧向通行的平顺性;(2)通过优化尖端结构,延长了曲线尖轨服役寿命;(3)通过采用可动心轨辙叉,解决了轮轨噪声扰民问题;(4)通过设置防跳机构,避免了列车高速过岔时尖轨、心轨跳动;(5)通过研究尖轨和辙叉跟端传力机构,保障了岔区无缝线路的实现;(6)通过优化滑床板和护轨垫板结构,增强了钢轨扣压稳定性;(7)通过研发三元乙丙橡胶扣件系统,满足了无砟道床低刚度要求;(8)本文研究成果对铁路科研单位及道岔制造厂家在市域铁路道岔设计研究方面具有参考作用。

市域铁路无砟道岔扣件系统设计及性能试验

市域铁路一般采用无砟轨道,为此设计无砟道岔扣件系统。道岔扣件系统板下弹性垫层采用三元乙丙橡胶,实现了无砟轨道道床低刚度要求;岔枕螺栓安装处设置具有防转功能的复合偏心套和防转盖板,增大道岔轨距调整范围,同时改善岔枕螺栓受力,增强扣件系统稳定性。扣件系统性能试验研究表明,扣件系统各项指标均满足规范要求,同时具有良好的减振性能。

桥梁沉降对无砟道岔动力特性的影响

高速铁路桥梁沉降会使桥上无砟轨道产生下沉,影响列车的安全平稳行驶,桥上道岔区尤为敏感。为了研究桥梁沉降对无砟道岔结构动力特性的影响,本文基于有限元软件ABAQUS建立车辆-道岔-无砟道床-高架桥梁耦合动力学模型,从轮轨相互作用、道岔部件的动力性能、车辆运行安全平稳性、道岔板动力性能、桥梁结构动力性能5个方面,对沉降条件下车岔桥耦合系统的动力性能进行研究。结果表明:桥梁沉降对于轮轨垂向相互作用、脱轨系数和轮重减载率影响较大;桥梁沉降对车体振动、无砟道床和桥梁动态特性的影响相对较小;桥梁沉降直接影响岔区高速行车的安全性和平稳性,应进行严格控制。

温度荷载作用下大跨度桥梁与无砟道岔相互作用研究

将道岔、轨道板、梁体和墩台视为一个相互耦合的系统,建立了计算温度荷载作用下桥梁与无砟道岔相互作用的有限元力学模型。根据变分原理和形成矩阵的"对号入座"法则建立了模型求解的非线性方程组。研究了大跨度桥梁上铺设无砟道岔时,钢轨与墩台温度力与位移的规律。计算结果表明:无砟道岔铺设于大跨度桥梁上时,必须设置钢轨伸缩调节器;无砟道岔铺设于连续梁桥上并设置钢轨伸缩调节器时,岔区内钢轨位移增大;采用连续刚构桥,有利于减小岔区内钢轨位移。

道岔板底脱空对桥上纵连板式无砟道岔受力性能的影响

以18号单开道岔为例，采用ANSYS有限元软件建立了桥上纵连板式无砟道岔结构的有限元计算模型，模拟正常状态下和脱空区域内道岔板与砂浆层的接触关系，分析列车荷载与温度梯度不同组合条件下，不同脱空型式和脱空面积对桥上纵连板式无砟道岔结构受力和变形的影响。结果表明：道岔板底脱空主要影响钢轨和道岔板的垂向变形以及道岔板和砂浆层的受力情况；板角和板端脱空主要对2个扣件范围内结构的受力和变形有显著影响，板边和板中脱空的影响范围比较大；脱空面积的增大会对结构的受力和变形产生不利影响，当脱空区长度或宽度达到0．2～O．31TI时影响明显增强；板角和板端脱空对道岔结构的影响最显著，板边脱空次之，板中脱空对结构的影响最小，但当板中脱空宽度大于0．7m时，在列车荷载作用下，道岔板可能和底座板接触，砂浆层垂向压应力呈减小趋势。

板式无砟道岔脱空受力性能分析与伤损等级划分

通过建立道岔区板式无砟轨道有限元模型,计算分析了不同脱空状态对道岔区无砟轨道结构变形与受力的影响规律。结果表明:脱空对钢轨和道岔板的垂向位移影响较底座板大,道岔板受脱空影响最大;板角脱空对轨道结构影响最小,板端横向全部脱空对轨道结构变形和受力最不利。基于静力分析结果,提出了板式道岔不同伤损形式的脱空维修级别和判别标准。

列车通过12号无砟道岔及配套交叉渡线时的安全性和舒适性评价

对于12号无砟道岔及配套交叉渡线而言,需要研究列车与道岔间的动态相互作用问题。分别建立了车辆模型和道岔模型,其中车辆模型采用主要考虑车体、转向架和轮对三部分结构的单列全车模型,道岔模型包括转辙器、连接部分、12号辙叉、6号锐角辙叉及6号钝角辙叉等基本结构,充分考虑各细部结构对其振动的影响,以尽可能与实际情况相符;然后用列车动力学和道岔动力学理论,建立可考虑交叉渡线道岔钢轨型面变化的列车-道岔耦合动力学计算模型。研究结果表明:当CRH2动车组以时速50 km侧向通过客运专线用60 kg/m钢轨12号交叉渡线道岔时,能满足旅客的安全性和舒适性要求。

无砟道岔结构横移影响分析及病害整治

无砟道岔结构横移是高速铁路轨道出现的典型病害之一,导致了多处列车限速运行。本文以客运专线18号可动心轨道岔为例,运用多体动力学软件建立车辆-道岔耦合动力学模型,分析了无砟道岔结构横移量对车辆动力特性的影响,并对横移病害整治方法进行了研究。结果表明:无砟道岔结构横移会产生方向不平顺,导致轮轨横向力、脱轨系数及车体横向振动加速度大幅增加;直、逆向过岔时,辙叉区横移对车辆动力特性的影响大于转辙器部分,而转辙器部分横移会持续影响车体通过辙叉区的横向加速度;采用抬升推移法对岔区无砟轨道结构进行调整时,底座板与基床表层之间的黏结力对顶推力的影响大于轨道结构刚度。

客运专线铁路无砟道岔轨距偏小原因分析

由于制作和安装精度影响,无砟道岔转辙器部位可能会出现轨距偏小的现象。对沪宁客运专线无砟道岔进行现场静态测试,测试结果表明:在道岔转辙器部位出现轨距偏小的现象。对轨距偏小进行定量分析以及制作和安装的累计公差进行详细分析,并且提出了相应的解决办法。

离缝对桥上纵连板式无砟道岔受力与限位性能的影响

桥上纵连板式无砟道岔采用垂向分层的拼装式结构,道岔板与砂浆层间界面是其薄弱环节.受砂浆材料性能和施工因素等影响,在温度荷载作用下道岔板与砂浆层间易产生层间离缝,从而严重降低了道岔结构的整体性.以18号单开道岔为例,分析了整体温度荷载和温度梯度荷载组合作用下离缝对桥上纵连板式无砟道岔受力和限位性能的影响.采用ANSYS有限元软件建立了桥上纵连板式无砟道岔结构计算模型,分别模拟了正常状态下和离缝区域内道岔板与砂浆层的层间界面关系,分析了不同离缝形式和离缝面积对道岔板受力和限位性能的影响.结果表明:道岔板和砂浆层层间局部离缝对道岔板的受力和变形危害不大,但会显著影响砂浆层对道岔板的限位性能;板端和板边离缝形式对道岔板受力和限位性能的影响最显著,板角离缝次之,板中离缝的影响最弱;离缝面积的大小对其有一定影响.本文结论对桥上纵连板式无砟道岔结构的整体性设计的改进具有参考意义.

长枕埋入式无砟道岔施工技术

乌龙泉车站的18号道岔是全线铺设的第一组高速无砟道岔,其铺设施工中的经验对于全线长枕埋入式无砟道岔的铺设具有重要意义。详细介绍乌龙泉车站无砟道岔铺设前的运输、组装和精调施工,对混凝土浇筑之前道岔几何尺寸的评估、混凝土浇筑、道岔内接头焊接及铺设完成后各部位的检测进行了说明并做了经验总结。

高速铁路无砟道岔精调优化技术

无砟道岔精调是无砟轨道精调的重要内容,也是保证高速铁路高平顺性、高舒适性的前提。无砟道岔结构复杂,其精调与一般的轨道精调有很多不同之处。本文针对目前无砟道岔精调作业中的不足,从测量模式、精调流程等方面进行了优化,完善了作业流程控制机制和质量校核机制。通过对杭甬、杭长高速铁路无砟道岔动态检测数据的对比分析,评价精调优化的实施效果。结果表明,采用优化后的精调方法使道岔高低、轨距不平顺幅值分别降低了40%,50%,全线道岔轨道质量指数(TQI)降低了20.3%,精调优化效果显著。

自密实混凝土在路基岔区CRTSⅡ型板式无砟道岔中的应用研究

自密实混凝土在京沪高速铁路路基岔区CRTSII型板式无砟道岔中大量应用,为验证配合比、灌注工艺和效果,以京沪高速铁路沧州西站施工实例,采取工艺性揭板试验仿真模拟方法,达到进一步修正工艺参数,保证正式工程施工质量的目的。工程的成功实施,为后续工程推广应用提供借鉴参考。

CRTSⅡ型板式无砟道岔板下自流平混凝土填充质量影响分析

在CRTSⅡ型板式无砟道岔板下灌注自流平混凝土的过程中,由于某些施工原因会导致自流平混凝土灌注局部不密实,不密实区域大小的不同,对无砟轨道结构受力的影响也不同。通过研究列车垂直荷载作用下不密实区域无砟轨道结构受力情况,分析轨道结构的应力集中程度,从而定量地评价自流平混凝土施工缺陷的影响,以支持施工作业指导书和检验标准的制定,并指导运营期施工缺陷劣化的及时维修。

时速350km无砟道岔施工技术

时速350km高速无砟道岔是我国客运专线技术的最新研究成果。介绍无砟道岔施工测量控制网,道岔现场组装和调整、无砟道岔焊接、应力放散和锁定等技术,现场铺设实践证明,该技术措施是切实可行的。

连续梁桥上不同连接形式的无砟道岔群受力与变形分析

为探究桥上不同连接形式的无砟道岔群受力与变形对整个结构的影响,建立了岔—桥—墩一体化有限元计算模型,以2组18号可动心轨无砟道岔用不同的连接形式布置在连续梁桥上为例,分析了异向对接、同向对接、异向顺接、同向顺接、单渡等5种不同的道岔连接形式对连续梁桥上无砟道岔群受力与变形的影响。计算结果表明:直尖轨尖端和心轨尖端相对于岔枕位移相差不大,均能满足设计要求;在对接方式中,限位器受力比较不利;顺接方式的间隔铁受力比对接方式的间隔铁受力略大。单渡形式的道岔传力部件受力最小,可适当减少传力部件的数量。

沪宁城际高铁国产42号无砟道岔原位铺设技术研究

针对高速铁路无砟轨道国产单开道岔技术特点和桥上轨枕埋入式道岔铺设工法,分析研究了道岔铺设中的长大杆件的吊装、工装设备的制作改进、测量工作的管理和轨道精调的达标等质量控制重点并提出了现场铺设过程中的改进建议。轨检车动态检测数据结果说明42号高速道岔原位铺设技术可行。

客运专线岔区长枕埋入式无砟道岔施工技术

本文介绍了武广客运专线岔区长枕埋入式道岔施工技术和施工工艺,重点对无砟道岔的铺设、组装、精调、混凝土浇筑、焊接等现场关键技术进行了详细的阐述,为高速铁路道岔施工提供参考。

京石客专石家庄站板式无砟道岔板施工技术

板式无砟道岔施工最关键技术是道岔板施工精度控制,根据京石客专石家庄站无砟道岔铺设过程,详细介绍了道岔板铺设施工的测量、精调、模板、钢筋、混凝土灌筑等过程控制的施工工艺及施工技术要点。

武广铁路客运专线长枕埋入式无砟道岔施工技术

针对武广铁路客运专线工期紧、现场施工环境复杂,道岔施工控制工期的情况,介绍长枕埋入式道岔施工技术和施工工艺如何有效地利用到铁路客运专线道岔的建设中。重点对无砟道岔的运输和装卸、组装和精调、混凝土浇筑、焊接等现场关键技术进行详细叙述。