无缝齿条对齿轨铁路横向稳定性的影响研究

研究目的:传统齿轨铁路采用有缝齿条,对下部基础变形要求高,且易增大车辆振动响应,增加养护维修成本,为此提出一种无缝齿条齿轨铁路。为研究齿条无缝化对齿轨铁路横向稳定性的影响,采用有限元软件,建立考虑无缝齿条的齿轨铁路横向稳定性分析模型,研究有无齿条、无缝齿条型式、线路坡度、初始弯曲波长和弯曲矢度、道床横向阻力以及曲线半径等因素下齿轨铁路无缝线路钢轨允许温升。研究结论:(1)与传统铁路无缝线路相比,无缝齿条结构将降低齿轨铁路无缝线路的横向稳定性,且齿条截面积越大,钢轨允许温升越小,建议无缝齿条在50 kg/m钢轨的基础上加工;(2)齿轨铁路无缝线路的钢轨允许温升随线路坡度的增大而减小,随曲线半径、道床横向阻力的增大而增大;(3)齿轨铁路无缝线路钢轨允许温升随初始弯曲矢度的增大而减小,而随初始弯曲波长的增大先减小后增大,最不利弯曲波长约为5 m;(4)为保证无缝齿条齿轨铁路无缝线路的横向稳定性,建议采用小断面齿条、增大曲线半径和道床横向阻力、避免最不利初始弯曲波长并减小弯曲矢度等措施;(5)相关研究成果可为齿轨铁路无缝化设计提供参考与借鉴。

齿条无缝化对简支梁桥上无缝线路的影响研究

研究目的:齿轨铁路具有良好的爬坡能力,成为山地铁路的主要形式。为研究齿条无缝化对齿轨铁路简支梁桥上无缝线路的影响规律,基于梁轨相互作用原理和桥上齿轨铁路线路特点,建立考虑无缝齿条的钢轨(齿轨)-轨枕-桥梁-墩台一体化计算模型,研究伸缩、制动、挠曲及断轨工况下齿条无缝化对桥上无缝线路钢轨纵向力、变形及墩台力的影响规律。研究结论:(1)与传统桥上无缝线路相比,齿条无缝化主要影响钢轨制动力和断缝值;(2)随着线路坡度增大,伸缩、挠曲和断轨工况下钢轨纵向力、桥墩纵向力、钢轨断缝值均减小,制动工况下钢轨制动力、桥墩纵向力和梁轨相对位移均增大;(3)当线路坡度增大至480‰时,钢轨伸缩力、齿条伸缩力和墩台力均减小,钢轨和齿条的伸缩力减小了4.24%,桥墩墩台力减小了4.17%;钢轨挠曲力、齿轨挠曲力、桥梁墩台力均减小,钢轨挠曲力、齿轨挠曲力和桥梁墩台纵向力分别降低15.07%、12.77%和11.18%;钢轨制动力、齿条制动力、桥墩纵向力、钢轨桥梁相对位移、齿条桥梁相对位移均增大,分别增大了3.12倍、4.37倍、3.51倍、3.33倍和4.60倍,需要防止齿轨铁路纵向失稳;钢轨断缝值增大了3.44%,墩台纵向力减小了4.60%;(4)相关研究成果可为桥上齿轨铁路无缝化设计提供参考。