移动式动态线路加载车跟随系统的设计与实现

移动式动态线路加载车通过曲线时,如不主动控制,安装在仪器车车底的刚度检测架与轨道之间会有偏移,当曲线半径很小时,刚度检测架上的激光位移传感器就会超出量程,造成曲线地段轨道刚度无法测量。为此,设计了刚度检测架跟随系统。本文介绍了跟随系统的机械结构设计和运动控制软硬件设计。目前该系统已成功应用到移动式动态线路加载车上。

移动式线路动态加载车液压加载系统设计

移动式线路动态加载车可以连续测量轨道刚度。加载由加载车的作动器实现,加载车工作时作动器以车体为反力架将载荷传递到钢轨上,通过激光位移传感器测量轨道的变形。液压加载系统能够控制作动器对轨道施加垂向和横向载荷。本文介绍了动态加载车液压加载系统布局与液压加载机构的设计。移动式线路动态加载车投入使用后,设备运行状态良好,测试数据稳定。

移动式线路动态加载试验车的研制

通过分析国内外移动式线路动态加载试验车(装置)技术水平和现状,提出我国研制移动式线路动态加载试验车的目的和意义。介绍我国移动式线路动态加载试验车的主要功能和技术参数,并与国外同类设备进行比较,提出先进性、实用性、经济性研制原则。

移动式线路动态加载车轨道刚度检测系统研究与应用

介绍移动式线路动态加载车轨道刚度检测系统的检测原理和实施方案,分析该系统在既有重载、普速线路及新建重载线路上的检测数据。分析结果表明:轨道刚度检测系统能应用于不同铁路线路,并可在恒定荷载下对轨道刚度进行非接触式、快速、高精度的静态和移动检测;重载铁路和普速铁路试验区段内,桥梁、隧道地段的轨道垂向刚度大于路基地段;重载铁路的轨道垂向刚度大于普速铁路;铺设新型轨道结构地段的轨道刚度振幅小于临近地段,轨道弹性明显改善。

移动加载车轨道刚度检测数据快速处理方法

根据移动加载车轨道刚度检测方法和检测数据特点,提出了轨道刚度检测数据快速处理方法。采用小波-有序中值滤波方法将信号分解成含冲击噪声的高频部分和正常的低频部分,用相邻数据的有序中值替换冲击噪声;采用绝对里程修正方法,根据曲线信息提取各段曲线,通过相关性分析对曲线段进行里程粗调修正,再通过插值法进行里程精调;对检测数据滤波、里程校正处理以及对轻载和重载数据进行相关性分析后,得到荷载作用下的轨道变形,计算得到轨道刚度。依据数据处理方法,采用VS2019编程工具,开发了轨道刚度检测数据快速处理软件,软件运行良好。

基于加载车的普速铁路轨道刚度管理标准研究

为探究适合我国普速铁路现状的轨道刚度评价方法、指标及其合理值,在调研国内外轨道刚度评价标准基础上,提出利用轨道刚度幅值评价轨道刚度大小,利用轨道刚度标准差评价轨道刚度波动大小。利用移动式线路动态加载试验车对多条普速铁路的轨道刚度进行连续检测,结合静力学仿真计算、轨道部件刚度限值分析和测试数据统计分析,提出了轨道刚度合理值取60~160 kN/mm,并验证了其适用性。通过动力学仿真计算和对测试数据轨道刚度标准差的统计分析,提出了轨道刚度标准差限值为30 kN/mm。各线路轨道刚度标准差超限比例基本在5%以下,证明建议限值合理。

轨道整体刚度对车辆和轨道动力性能的影响

以车辆-轨道耦合动力学理论为基础,结合移动式线路动态加载试验车在京广高铁线路测试的试验数据,利用有限元软件ANSYS和多体动力学软件SIMPACK建立联合仿真模型,分析运行速度为200,250,300,350 km/h时,不同轨道整体刚度下车辆和轨道的动力性能。计算结果表明:车辆运行速度为300 km/h时,轨道整体刚度宜控制在75~100 k N/mm;车辆运行速度为250或200 km/h时,轨道整体刚度宜控制在65~100 k N/mm。研究结果可为高速铁路线路的养护维修更加合理的轨道刚度设计提供依据。

站区到发线无缝线路稳定性现场测试与计算分析

以在武汉纸坊站和武昌南站进行道床横向阻力现场测试获取的标准道床横向阻力不同的测点实测数据作为初始参数,利用有限元软件建立无缝线路稳定性有限元模型并进行计算,分析站区无缝线路的稳定性。研究结果表明:轨枕端头道砟缺失区段标准道床横向阻力偏小,且容许温升小于规范要求,应及时维修;利用移动加载车进行定点静态加载试验,推导出轨枕横向位移与车测钢轨横向位移的线性关系;通过移动加载试验,提出移动加载时轨枕横向位移不应大于0.60 mm的限值;通过理论计算得出移动加载时的轨枕横向位移曲线,现场发现轨枕横向位移超过0.60 mm的区段道床明显破坏,应及时补充道砟并捣固以确保无缝线路的稳定性。

武广高速铁路轨道刚度的分布特征和评价方法研究

结合国内外轨道刚度评价方法和加载车检测数据的统计分析结果,提出利用轨道刚度幅值和标准差来评价轨道刚度,其中轨道刚度的合理幅值根据部件刚度计算得到,轨道刚度标准差合理值通过统计分析得到。据此得出武汉—广州高速铁路轨道整体刚度合理值为60~140 kN/mm,轨道刚度标准差合理值不大于10 kN/mm。利用加载车双弦弦测法,分别加载50、200 kN,对武广高速铁路衡山西站—耒阳西站区段进行轨道整体刚度检测。结果表明:测试区段上下行线路的轨道刚度平均值分别为72.7、68.5 kN/mm,均在合理范围内;上下行线路中分别有94%、92%以上区段满足轨道刚度标准差合理值要求;路基、隧道区段轨道整体刚度略大于桥梁区段,隧道、桥梁区段轨道刚度均匀性优于路基区段。