循环荷载作用下大坡度地铁道岔钢轨爬行分析

[目的]当道岔铺设在坡道上时会由于列车的循环制动导致轨道的纵向力有所增加,进而产生不均匀的钢轨爬行现象,使得道岔的受力变形规律更为复杂,甚至会影响道岔的正常服役使用,因此需对循环制动荷载作用下的大坡度道岔钢轨受力变形特征进行研究。[方法]开展了循环荷载作用下的扣件纵向阻力试验,建立了9号道岔非线性有限元模型,分析了循环荷载作用下的道岔钢轨爬行规律。[结果及结论]扣件系统在循环荷载作用下会出现阻力退化现象;在第1次列车制动后,道岔钢轨的爬行量最大;在循环荷载作用下,钢轨累积爬行增长量会随着循环荷载作用次数的增加而逐渐趋于稳定;坡度的存在会显著增大循环荷载作用下的钢轨爬行量;列车荷载形式对循环制动荷载作用下道岔钢轨的爬行量影响很小。

无缝线路钢轨爬行检测现状与展望

钢轨爬行检测是保障铁路安全运营的重要检测内容。本文调研钢轨爬行的管理规范要求和检测方法,阐述目前我国钢轨爬行检测过程中存在的主要问题,包括线路里程长、检测任务重、标记缺失、现场检测记录不准确等问题。钢轨爬行检测新技术研发势在必行,在新技术的应用研究中,机器视觉检测方法能够实现高精度(优于1 mm)、非接触式检测。搭载移动平台开发移动式智能钢轨爬行检测技术将替代人工巡检,成为未来主要的研究方向。结合信息化平台的数据收集、管理和分析,可实现线路状态全方位评估和预测,促进我国铁路智能化检测养护维修技术发展。

基于立体视觉技术的岔区钢轨爬行检测方案

道岔区钢轨爬行病害会对铁路运营安全带来不利影响,当前人工检测手段存在巡检效率低、精度不高等问题。本文将立体视觉检测系统搭载到移动平台,开发钢轨爬行自动检测机器人、算法模型和检测标靶,通过定位钢轨标靶并利用立体视觉系统拍摄路旁标靶计算坐标的方式,实现了视觉系统在运动状态下的高精度检测。针对道岔结构特性设计了道岔区钢轨爬行检测方案。道岔区尖轨爬行检测试验表明,在5 km/h速度条件下,重复性试验最大误差为0.19 mm,准确性试验最大误差为0.54 mm,满足毫米级检测精度要求,可在2 min内完成整组道岔的检测。钢轨爬行检测机器人具有运行速度快、检测精度高的特点,可实现铁路钢轨爬行的大范围巡检,具有良好的应用前景。

大坡度地铁道岔钢轨爬行足尺试验研究

在地铁工程建设中,由于城市规划建设、节约用地或地形条件的限制,地铁道岔有时需要铺设到大坡道地段上,当道岔铺设在坡道上时会受到列车频繁的制启动作用导致轨道纵向力增加,使得道岔钢轨产生不均匀爬行现象从而影响道岔的正常服役使用。为真实地研究在循环荷载作用下大坡度道岔的纵向受力变形特征,开展大坡度地铁道岔足尺模型试验,研究循环荷载作用下大坡度道岔钢轨的变形规律及考虑车轮轴重值、扣件弹条失效个数等不同因素对大坡度道岔纵向变形的影响。研究结果表明:在单次加载-卸载过程中,钢轨的位移随着荷载增大而增加的越来越快,卸载后迅速回落并产生0.061 mm的残余位移;在循环荷载作用下,加载时的钢轨最大纵向位移值与卸载后的残余位移值均随荷载循环作用次数增加而呈现先快速增大后缓慢增长,最后逐渐趋于稳定的趋势,200次作用后残余位移值基本稳定在0.15 mm;车轮轴重值越大,荷载循环作用下加载时的钢轨纵向位移及卸载后的钢轨纵向残余位移越小;扣件失效个数越多对荷载循环作用下钢轨纵向位移及钢轨纵向残余位移影响越大。

钢轨爬行及路基表层冻胀检测技术

针对我国现有轨道爬行及路基冻融引起的钢轨高低检测技术的不足,提出一种基于机器视觉及光学成像原理的钢轨爬行及路基表层冻胀的非接触式检测技术。根据检测技术原理建立光学模型,基于模板匹配、自动化阈值、图像形态学处理等图像处理方法,通过硬件系统实现对钢轨爬行及路基表层冻胀引起的钢轨高低位移的测量,并经由GPRS无线通讯技术将数据实时传输至WEB数据服务器,可以实现对检测数据的实时监控管理。在哈大高铁K186+600及K148+600两点安装设备进行验证性试验,试验结果表明,该技术可定点定时采集钢轨实时图像,自动检测钢轨相对"零点"时刻的爬行数据及路基表层冻胀数据,并在爬行或路基表层冻胀数据超限时自动报警,指导铁路养护作业。

钢轨爬行的原因分析及防治措施

就钢轨爬行的原因及防治措施 ,从轨道基础结构及受力等两个方面进行了分析 ,从主要及辅助因素对工务段钢轨爬行这一难点病害进行了剖析 ,立足实践对维修生产具有很强的指导作用。

C型免维护扣件在解决钢轨爬行问题中的应用

钢轨爬行是铁路技术状态被破坏的重要因素,严重时危及行车安全。2007年以来运输部尝试在莱钢铁路中应用C型免维护扣件,运用实践证明,该扣件安全可靠、适应性强、使用寿命长、基本不需要维护,有效解决了钢轨爬行带来的诸多问题。

无逢线路钢轨位移爬行观测仪

一、概述随着我国铁路建设的迅速发展,对铁路运输的要求也越来越高,提速、安全是目前我国铁路部门面对的两大课题。在铁路提速的要求下,无逢线路的铺设是提高列车速度的主要措施之一,因此无逢线路里程在我国正在逐年增加。随之带来一些保证列车安全快速运行的问题,对无逢线路钢轨的爬行位移测量就是其中之一。

桥隧过渡段轨温与钢轨纵向位移的映射关系

研究目的:桥隧过渡段处钢轨在梯度温度力作用下将发生纵向爬行,影响无缝线路稳定性。本文以轨温过渡区钢轨为研究对象,建立钢轨位移微分方程,推导轨温分布与钢轨纵向位移的映射关系,从而揭示影响无砟轨道钢轨爬行的规律。研究结论:(1)考虑扣件阻力非线性的钢轨纵向位移量和变形范围均远大于线性阻力模型;对钢轨最大位移量而言,轨温非线性分布相较于线性分布高出5.3%～38.6%,建议同时考虑轨温和纵向阻力非线性以准确获得过渡段钢轨爬行位移;(2)轨温差一定时,随着最大温度力梯度倍数k从1.5变化至3.5,轨温过渡区长度为10 m时,钢轨最大纵向位移增加了7%,而过渡区长度为40 m和50 m时分别增加了26.7%和32.8%,因此对于轨温差大、轨温过渡区长的过渡段,更应关注轨温非线性分布;(3)扣件极限阻力增大将使钢轨爬行量显著降低,但影响程度有限,极限阻力从6.5 kN/(m·轨)增加至12 kN/(m·轨),钢轨位移量下降40.8%～49.2%,而从24 kN/(m·轨)增加至30 kN/(m·轨),仅下降12.8%～24.4%;(4)推导的解析表达式能够准确描述各参数与钢轨纵向位移的映射关系,对于进一步研究过渡段钢轨受力特性以及改善无缝线路稳定性具有参考价值。

螺栓式钢轨防爬器的性能分析

提出了一种新型的螺栓式钢轨防爬器，改变了穿销式防爬器的紧固方式。通过分析防爬器的受力，推导出防爬力的计算公式，并对其防爬性能进行了室内对比试验和现场试铺。结果表明：螺栓式防爬器的防爬力大于穿销式防爬器，且易于安装、拆卸，减少了轨道爬行和养护维修工作量，具有显著经济效益。

基于激光测距的铁路钢轨纵向位移检测系统的实现

无缝线路纵向爬行一直是铁路维护部门关注的问题。为监测钢轨的纵向位移,基于相位法激光测距原理,设计了楔形标靶装置,将光电信号进行转换处理,建立了钢轨纵向位移实时监测系统,并开展了现场试验。结果表明,基于激光测距的钢轨纵向位移监测系统实现了钢轨爬行的自动实时监测,测试方法简单,测试精度高。该系统的应用为钢轨爬行观测提供了新的技术手段。

长大坡道上梯形轨道稳定性研究

根据梯形轨道的结构特点,建立梯形轨道在长大坡道上的叠合梁计算模型。长大坡道上梯形轨道在制动力作用下其沿线路方向的荷载增加,垂向荷载相应减少,对梯形轨道纵向稳定性而言,是不利的。分析长大坡道上梯形轨道的纵向力传递机理,扣件的纵向阻力、凸挡台的抗剪强度、凸挡台侧壁缓冲垫的刚度是梯形轨道纵向力传递的控制因素。采取控制变量的方法,研究三者参数变化对轨道的内力和位移的影响。结果表明:在外在荷载作用下,长大坡道上梯形轨道钢轨爬行大于水平线路,凸挡台抗剪强度满足要求,并提供不同扣件纵向阻力和缓冲垫刚度对结构的影响。

通让线嫩江桥振动病害动载试验研究

通让线嫩江桥运营46年后振动突然加剧,影响行车安全并降低旅客乘座舒适度。对该桥进行动载试验分析并依据分析结果对桥梁和桥面线路状态进行检查,结果表明:梁跨振动加剧的主要原因是桥梁支座病害,而距离支座较近的梁端桥面钢轨轨缝偏大是支座病害发生的主要原因,桥面线路钢轨爬行又是支座附近轨缝增大的直接原因。采取加固支座、桥面轨缝匀出桥外并增强防爬措施后,桥梁恢复正常运营。

无缝线路胀轨跑道事故的原因及防止措施

本文根据我国铁路历年来发生19次胀轨跑道列车脱线事故的事实,分析原因,并提出防止措施。

明桥面普通轨道防爬及K型扣件扭矩值的研究

基于轮轨关系的深入研究与实践，详尽分析了钢轨爬行的原因、危害和防爬的对策。指出导致钢轨爬行的基本原因是列车运行时摩擦力的反力；钣梁桥普通轨道钢轨防爬的措施以全桥满布Ｋ型扣件。