市域铁路地下停车场50 kg/m钢轨9号道岔设计与研发

市域铁路地下停车场无砟道床采用50 kg/m钢轨9号道岔,但目前没有成熟产品,需要研制可用于无砟道床的50 kg/m钢轨9号道岔。首先,通过调研总结国铁、城市轨道交通道岔技术研究成果,确定需研制道岔的设计原则;其次,开展道岔平面线形设计、关键参数检算、尖轨扳动力检算、转辙器结构设计、辙叉结构设计,并通过试制、试铺进行验证。研究表明,(1)采用相离半切线型弹性可弯尖轨技术、刨切基本轨加厚尖轨技术,尖轨设1个牵引点及1个可调连杆,可有效减小电务及工务的养护维修工作量。(2)转辙器跟端传力机构采用限位器结构、辙叉加长设计,可满足铺设无缝线路的条件;转辙器设置辊轮滑床板,滑床板采用弹性夹扣压结构,可降低尖轨扳动力并确保扣压稳定;间隔设置防跳限位装置,可确保尖轨稳定。(3)采用分开式可调扣件,具备良好的调轨距、调高功能;采用桁架式混凝土岔枕,岔枕与道床连接稳固;岔枕应预留施工定位孔,以便于施工。

重载铁路75 kg/m钢轨12号单开道岔铸锻式高锰钢组合辙叉研制

设计速度160 km/h及以下铁路道岔大多采用固定型辙叉,固定型辙叉分为高锰钢辙叉、合金钢组合辙叉2大类。辙叉用高锰钢按成型工艺划分为铸造和锻造2种方式:铸造高锰钢可能存在缩孔、缩松、夹杂物等缺陷,辙叉使用寿命相对较短;锻造高锰钢通过锻压工艺弥合了缩松、缩孔等缺陷,其组织致密,能更好地发挥高锰钢材料韧性强的优良特性,辙叉使用寿命远超铸造高锰钢。锻造高锰钢辙叉使用效果良好,但造价过高,为了兼顾使用寿命与成本,从结构设计、焊接工艺等方面开展研究,以铸造高锰钢辙叉为基体,在心轨小断面上焊接锻造高锰钢材料,通过铸造和锻造的有机结合延长辙叉寿命,为相关应用提供参考。

43kg/m钢轨混凝土枕弹条扣件扣压力保持性能的研究

43 kg/m钢轨混凝土枕采用70型扣板式扣件,普遍存在着扣压力保持能力差、不易调整轨距、养护困难等诸多问题。通过分析病害产生的原因,研发采用了弹条Ⅰ型扣件的A型弹条、挡板座、平垫圈、螺母等部件,及配套的23号、29号轨距挡板替代既有43 kg/m钢轨70型扣板式扣件,提高扣压力保持能力,适用于曲线半径300 m及以上43 kg/m钢轨混凝土轨枕既有线路的扣件改造。经过铺设对比,病害明显减少。

43kg/m钢轨的研制

本文主要介绍了 43kg/m钢轨研制过程中的孔型设计。

关于《43kg/m-75kg/m钢轨订货技术条件》(TB/T2344—2012)修订的几点建议

针对现行《43kg/m-75kg/m钢轨订货技术条件》(TB/T2344--2012)[1]附录A中的43 kg/m-75 kg/m钢轨型式尺寸、钢轨计算数据及钢轨的理论质量和金属分配中存在的问题,利用Auto CAD中的查询和尺寸标注功能进行了研究,对比现行规范中的数据和图示,发现规范中部分数据存在误差,部分钢轨横断面图尺寸标注不准。提出了几点修订建议,为该标准的使用和修订提供参考。

68kg/m钢轨的试验与评价

针对国外重载铁路广泛使用68kg/m钢轨的情况,同时为满足我国发展重载铁路的需要,本文对68kg/m钢轨及其配套技术进行试验研究。按照北美标准,由国内钢厂轧制生产出热轧钢轨(抗拉强度为1 080 MPa)、在线热处理后抗拉强度为1 265MPa的68kg/m钢轨,通过厂内闪光焊、现场气压焊方法焊接成无缝线路,在京包上行线铺设15km试验段,其中半径1 200m以下曲线区段铺设在线热处理钢轨,其他区段铺设热轧钢轨,5年累计通过总重881 Mt·km/km,得到结论如下:在曲线区段,68kg/m在线热处理钢轨至下道时总的平均磨耗速率约为0.03mm/Mt,比60kg/m U75V热处理钢轨的耐磨性提高1倍以上;直线上累计通过总重881 Mt·km/km后,68kg/m热轧钢轨垂直磨耗约为2mm;累计通过总重881 Mt·km/km后,钢轨的重伤率为0.46处/km,远低于相同条件下60kg/m钢轨的重伤率;使用68kg/m钢轨的维修养护工作量比使用60kg/m钢轨减少约一半。综上,无论从技术性、配套性还是经济性上考虑,在我国铁路推广使用68kg/m钢轨是可行的。

我国重载铁路用68kg/m钢轨试验研究

研究目的:目前我国主要的几条重载铁路铺设使用了当今世界上断面最大的75 kg/m钢轨,国外重载铁路发达的国家则大量使用美国铁路保养协会钢轨技术条件(AREMA-2004)中规定的136RE(68 kg/m)断面的钢轨,且较为成熟。因此开展68 kg/m钢轨的试验研究,可为我国重载铁路钢轨的铺用提供更多的选择,对发展我国重载铁路运输具有重要的意义。研究结论:热轧钢轨室温抗拉强度为1 080 MPa,轨顶面硬度达到300 HB;成品钢轨中的氢含量为0.5×10-4%,氧含量为12.3×10-4%;轨头踏面及轨角处的显微组织为片状珠光体及少量铁素体;轨底最大残余拉应力为200.2 MPa;-20℃断裂韧性KIC为32.5MPa.m1/2;裂纹尖端强度因子ΔK=10 MPa.m1/2及13.5 MPa.m1/2时疲劳裂纹扩展速率da/dN分别为9.55 m/Gc和31.98 m/Gc。由以上试验研究结果可知,我国68 kg/m热轧钢轨的各项性能指标均达到了《68 kg/m钢轨暂行技术条件》的要求,可以上道试铺。

75kg/m U78CrV热轧钢轨与热处理钢轨气压焊质量研究

在大秦、朔黄等重载铁路上,由于不同区段线路换铺维修时的耐磨性要求,采用的75kg/m U78CrV钢轨有热轧、热处理两种类型。针对热轧态与热处理态钢轨混合焊接的难度大,采用GPW-1200(75)气压焊轨机按照75kg/m U78CrV轨成套焊轨工艺开展了焊接和正火试验。经各项性能检测结果表明,在该工艺参数下热轧钢轨和热处理钢轨混合焊接接头满足TB/T1632《钢轨焊接》标准要求。

大秦重载铁路75kg/m钢轨伤损特点及规律

研究目的:为获得钢轨伤损类型、伤损沿钢轨横截面分布、钢轨伤损随月份(季节)分布规律、钢轨每公里重伤量与累计通过总重变化规律,本文利用太原局提供的大秦重载线2011年至2016年钢轨伤损台账及车站里程图,将线路分为线路区间和站区,进行钢轨自上道至下道完整使用周期内伤损统计分析。研究结论:(1)包含站区与不含站区钢轨伤损类型及其所占总伤损的百分比相差不大;(2)钢轨伤损主要是焊接伤损、核伤、擦伤和孔裂伤损,重车线钢轨伤损主要是焊接伤损;(3)钢轨伤损主要发生在轨底和轨头,轨腰伤损占比不足14%;(4)钢轨重伤量随月份变化,冬季12月～2月份钢轨重伤量是夏季6月～8月份钢轨重伤量的2.1倍;(5)钢轨上道初期伤损主要表现为冶金和焊接质量伤损,中后期表现为疲劳伤损,无论是母材还是焊接或者是总钢轨月度重伤量,都随累计通过总重呈波浪形波动;(6)无论是母材还是焊接或者是总钢轨累计每公里重伤量,都与累计通过总重呈二次函数关系,钢轨累计重伤量随累计通过总重呈二次函数关系上升,但不存在"突变点";(7)月钢轨重伤量高点变化决定累计钢轨重伤量与累计通过总重关系变化趋势;(8)本研究结果可为钢轨使用和管理部门进行伤损检查、维修决策提供决策依据,为制定重载铁路钢轨换轨周期奠定基础。

包钢百米75 kg/m U75V在线热处理钢轨研发

文章介绍了包钢采用280 mm×380 mm铸坯断面生产百米75 kg/m U75V在线热处理钢轨的生产工艺概况,通过炼钢厂连铸出坯设备改进和轨梁厂余热淬火生产线调试,成功完成百米75 kg/m U75V在线热处理钢轨的工业生产,钢轨各项性能检验满足TB/T 2344-2012标准要求。

60kg/m级钢轨表面起皮缺陷分析

60 kg/m钢轨在使用一段时间后表面出现起皮缺陷。采用金相检验和低倍检验等方法对表面起皮钢轨的显微组织和低倍特征等进行了分析和研究。结果表明,起皮缺陷的形成是由铸坯角部裂纹和中间裂纹所引起的。并提出了改进措施。

50kg／m钢轨轨腰分层缺陷的研究

通过低倍金相和扫描电镜观察及能谱分析，得出５０ｋｇ／ｍ钢轨轨腰分层缺陷是由于钢锭头部缩孔降到钢锭本体截口以下，硅酸盐夹杂物破坏钢轨轨腰金属连续性造成的。采用５０ｋｇ／ｍ钢轨的钢锭模小保温帽改为大保温帽，基本消除了这种缺陷。

60kg/m钢轨万能轧制过程有限元模拟研究

以鞍钢大型厂60 kg/m钢轨轧制过程为研究对象,通过MSC.Marc软件,建立三维弹塑性热-机耦合有限元模型,模拟分析了万能轧机轧制生产过程中轧件的变形和受力情况。模拟结果与实际结果吻合较好,应用所建立的有限元模型对万能轧制机组轧制过程进行模拟,获得了轧制过程轧件变形、受力以及速度等参数的分布情况。

重载铁路75 kg/m钢轨的换轨周期研究

通过持续调研大秦重载铁路75 kg/m钢轨使用和重伤情况,进行钢轨重伤类型和每千米重伤量统计分析,获得钢轨主要重伤类型、不同地段一定累计通过总重对应的每千米钢轨重伤量;针对不同长度地段钢轨重伤量数据,提出钢轨重伤加权统计方法,利用回归分析方法和不同地段钢轨重伤量数据,获得大秦重载铁路75 kg/m钢轨整亿吨通过总重下加权重伤量数据;利用大秦重载铁路各种钢轨维修费用数据进行经济分析,获得钢轨经济下道周期;通过2006年和2016年钢轨重伤统计数据对比分析,结合我国运输特点及经济分析结果,提出累计通过总重与每千米钢轨重伤量相结合的大修换轨周期,并估算了延长换轨周期的经济效益。

普速铁路60 kg/m钢轨的换轨周期

利用不同线路钢轨伤损、曲线要素、通过总质量等数据,应用加权统计方法进行钢轨伤损统计分析,获得钢轨主要伤损类型及其分布和伤损率与累计通过总质量的关系;选取典型线路进行大量钢轨使用和伤损情况现场调研,获得影响钢轨使用寿命的主要因素;提出换轨周期确定原则和方法,利用各铁路局集团公司提供的换轨、重伤轨抢修、钢轨养护维修等数据,进行最佳钢轨经济下道时机分析;结合换轨实际并参考我国具体情况,提出累计通过总质量10亿t和伤损率2~4处/km相结合的60 kg/m钢轨换轨周期,分析计算了提高换轨周期的经济效益。

50 kg/m钢轨新型9号单开道岔设计

基于既有50 kg/m钢轨9号道岔的现场调研和重载铁路道岔关键设计技术,提出新型50 kg/m钢轨9号单开道岔设计原则。新型50 kg/m钢轨9号单开道岔导曲线采用相离半切单圆曲线,导曲线半径为195 m,相离值为20 mm;道岔前长与既有道岔保持一致,为13839 mm,后长较既有道岔增加721 mm,为15730 mm,全长为29569 mm。仿真分析表明,该道岔平面线型各项指标均满足动力学性能要求。道岔尖轨跟端采用弹性可弯结构,设置1个牵引点,对尖轨转换进行仿真计算,确定尖轨长度为10650 mm,跟端设置4组扣件。生产1组9号道岔转辙器进行尖轨转换试验,根据尖轨转换室内试验结果,确定尖轨动程为160 mm,采用加工尖轨非工作边轨头的方式,使转辙器最小轮缘槽宽度满足要求。辙叉为固定型辙叉,采用合金钢组合辙叉结构;直、侧向护轨采用等长设计,均为5400 mm。道岔采用预埋铁座扣件系统,可减少现场养护维修工作量。

生产60kg/m钢轨BD_1轧机使用铸铁轧辊的可行性分析

采用理论分析与数值仿真对生产60 kg/m钢轨BD1轧机使用铸铁轧辊的安全系数进行了计算,并根据计算结果,提出了单辊使用铸铁轧辊和增加轧制道次的技术措施,解决了轧辊安全系数偏低的问题。

ф700mm轧机轧制50kg/m重轨孔型设计

介绍了河北永洋特钢集团有限公司中型厂利用ф700mm×1/ф700mm×3中型轧机进行50kg/m重轨试制的工艺方案、孔型系统,以及在中型轧机上轧制超大规格成品的一些特殊的孔型设计措施,满足了工业用50kg/m重轨标准的要求,并实现了批量生产。

60 kg/m再用轨使用寿命研究

针对再用轨使用寿命问题,采用比较分析方法,利用第1次使用干线钢轨下道通过总质量和每千米钢轨重伤数量,结合不同年通过总质量线路钢轨探伤周期、修理性打磨和预防性打磨下再用轨每千米重伤数量变化及使用安全性综合分析,提出了正线和站线60 kg/m再用轨的使用寿命指标。正线再用轨使用寿命为成段再用轨每千米重伤数量达到2~4处时应更换;站线再用轨下道时机为当再用轨出现的肥边、剥离掉块、擦伤、低头、母材或焊缝凹陷、波浪磨耗等伤损达到病害整治标准时应及时更换,发现再用轨重伤或折断时应立即更换。研究结果为补充完善TG/GW 102—2019《普速铁路线路修理规则》提供依据。

米轨铁路混凝土轨枕的设计与试验研究

当前世界范围既有米轨铁路大部分仍沿用较为落后的设施,既有设备陈旧老化,总体水平难以满足现代化运营要求,亟需更新改造。米轨铁路尚无能够适应18 t轴重及43 kg/m钢轨的混凝土轨枕,为有效解决线路用枕需求,采用我国预应力混凝土轨枕设计方法,计算分析轨枕设计荷载,确定了轨枕设计方案。同时开展静载抗裂及疲劳试验,试验结果表明米轨轨枕能够满足检验标准要求,且有一定安全余量。