插接无砟道岔过程的结构静动力学特性研究

通过建立无缝道岔纵向受力变形计算动力学模型,分析了线路拆除位置、植筋锚固及设置端梁等措施对接轨地段变形的影响,路基不均匀沉降对行车安全性的影响。结果表明:道岔曲基本轨后端的钢轨温度压力随线路拆除位置距岔心距离的缩短而增大。端部植筋锚固可显著减小拆除后自由端的纵向位移,可在其10 m范围内间隔两根轨枕植筋,以降低施工量、提高施工速度。端梁使轨下基础位移大幅减小,端梁数量对岔区轨道结构受力变形无明显影响,但对岔前纵连式轨道结构受力变形产生明显影响。

CDC-16道岔捣固车对有砟道床作业的宏细观力学行为的影响

道岔是实现列车转线的关键设备,是铁路轨道的三大薄弱环节之一,定期进行捣固养护作业是保障列车安全运营的重要手段。但目前针对道岔捣固作业主要依赖实践经验,缺乏理论依据。为研究捣固作业对道岔区有砟道床力学特性的影响,首先,基于DEM-MBD耦合算法,建立CDC-16捣固车捣固装置-钢轨-轨枕-有砟道床仿真模型,实现道岔区捣固作业的有效模拟;其次,开展现场横向阻力试验,验证模型的正确性;最后,分析捣固作业前后道床阻力特性、轨枕竖向位移及道床支承刚度的变化规律,探讨捣固作业次数对有砟道床质量状态的影响。研究结果表明:捣固作业后道床横向阻力降低32.40%,纵向阻力降低28.13%,支承刚度降低86.23%;捣固作业不会改变枕侧、枕底和枕端3部分对纵横向阻力的贡献排序,但对枕侧区域的分担比影响最大;随着捣固次数增加,在一定范围内道床纵横向阻力和支承刚度提升较明显。综合考虑有砟道床质量状态、力学特性以及大机作业效率,建议对道岔区尖轨位置捣固作业以2~3次为宜。

CN有砟道岔轨距优化动态仿真及大机捣固方案

为分析银西高速铁路CN有砟道岔动态轨距优化技术原理,本文建立车辆-道岔耦合动力学模型对CN道岔转辙部分进行仿真,结果表明:(1)道岔转辙各项动力学指标均符合要求;CN道岔和客运专线型道岔转辙部分动力学指标优良,动态轨距优化技术可减小轮对对尖轨的冲击;(2)基本轨侧的横向力和脱轨系数随速度的增大而减小,尖轨侧横向力和脱轨系数呈现波形变化,轮轨垂向力、车体振动加速度、轮重减载率随速度的增大而增大;(3)针对银西高速铁路西安北银西场CN道岔转辙部分大机捣固中出现的轨向不良问题,提出CN有砟道岔的大机捣固优化方案,实践证明该方案具有良好的工程效果。

高速铁路线路设备大修现状与发展趋势

针对国内外高速铁路线路设备大修管理机制、实施技术方案及应用等开展了调研分析,总结了高速铁路线路设备大修现状,并对大修技术发展进行了展望。结果表明:日本、德国、法国等国家依据自身线路特点与施工条件,明确了换轨、清筛等线路大修的周期或标准;中国初步开展了钢轨、扣件、道岔更换,有砟道床清筛等高速铁路线路设备大修技术研究及现场应用,尚未形成较成熟的线路设备大修技术与标准体系。高速铁路线路设备大修技术的发展方向概括为:持续跟踪并掌握更长时间维度钢轨、道岔、有砟道床线路设备劣化发展规律;建立完善的钢轨、扣件、道岔、有砟道床、无砟道床服役状态检测评估体系;提出高效率、低成本、精细化的大修施工方案;形成检测、评估、设计、实施、验收的全链条大修管理模式。

道岔区域环氧沥青固化的有砟道床侵入病害特征数值模拟

为保障列车运行安全,研究道岔区域用环氧沥青材料固化的有砟道床煤灰侵入病害特征数值模拟方法。在道岔区域有砟道床的道岔直股、道岔侧股与存车线上分别采集3个道岔区域有砟道床样本,对道床颗粒实施大型三轴试验和大型直剪试验的离散元数值模拟,分析煤灰侵入病害道床的颗粒接触力、应力、应变与位移性能。结果表明,在煤灰侵入病害等级逐渐提升的条件下,环氧沥青材料固化类道床颗粒的荷载抵抗力下降,道床颗粒间的接触力有所下降,间接说明道床的剪切强度呈现降低趋势,道床的剪切强度与无煤灰侵入病害时相比下降幅度达到33%左右。

无碴轨道道岔区轨下基础受力分析

研究目的:本文以遂渝线12号无碴道岔道床为例,对12号无碴道岔的轨下基础受力和变形特性进行了分析,为无碴道岔道床的设计提供参考。研究方法:根据多重叠和梁理论,运用有限元方法建立了无碴轨道道岔区轨下基础受力模型,针对无碴轨道板之间接触条件的特点,对无碴轨道道岔区轨下基础受力进行了分析。研究结果:在同样荷载条件下,板层之间无紧密连接的无碴轨道的板层拉应力要大于板层有紧密连接结构的拉应力;当道床板层之间紧密连接时,道床板连续与否对道床板弯矩和路基面压应力影响不大。研究结论:通过建立无碴轨道岔区道床有限元模型对岔区道床在列车荷载作用下的轨道响应进行了探讨,并分析计算了岔区分开式道床和连续式道床的道床板截面最大弯矩供设计时参考。道床板层之间紧密连接时,道床板连续与否对道床板弯矩和路基面压应力影响不大,故道床设计时可针对分开式道床和连续式道床的特点进行合理选用。

铁路跨区间无缝线路关键技术的试验研究

针对秦沈客运专线新线一次性铺设跨区间无缝线路的特点,通过对道床状态、无缝道岔区岔枕道床阻力及无缝道岔附加力的综合测试,在系统分析研究的基础上,就跨区间无缝线路设计、施工等方面提出了合理的建议。

有砟高速道岔铺设新技术

研究目的:高速道岔铺设是客运专线轨道工程施工的重点和难点,传统施工方法难以满足高速道岔铺设的标准和要求,必须研究有砟高速道岔施工的新技术,以提高道岔的铺设质量和铺设效率。研究结论:结合甬台温客运专线铁路轨道工程高速道岔施工情况,国内首次研制了有砟高速道岔基地组装平台,开发出高速道岔平台预组装、整组运输及铺设成套技术,实现了高速道岔铺设基地工厂化、机械化、专业化施工,完全符合铁道部关于高速道岔施工技术的要求。该成套施工新技术先进合理,有效提高了高速道岔的铺设质量和铺设效率,极大地缩短了施工工期,节约了施工成本,为高速道岔铺设提供了参考。

沈阳市浑南新区现代有轨电车一期工程轨道系统设计评述

系统总结国内首个已运营的现代有轨电车工程——沈阳市浑南新区现代有轨电车一期工程轨道系统在实施过程中遇到的设计难点和重点,主要阐述在目前无规范的情况下,对有轨电车轨道设计原则、设计方案及施工工艺进行的研究。研究成果不仅保证了该工程的顺利实施,同时也为其他新建有轨电车工程设计提供了参考。

解析铁道行业标准《有砟轨道混凝土岔枕》

介绍TB/T 3080—2014《有砟轨道混凝土岔枕》的制定依据、背景,适用范围和主要内容。深入分析重要原材料、关键制造工艺、制造精度要求、质量要求和力学检验标准值的制定情况,从而体现标准的科学性、公正性、高精度、高效率等特点,使岔枕设计者、制造者和检验验收单位更深刻理解标准的各项技术规定,为混凝土岔枕设计、工厂制造、现场使用以及产品认证的需要提供进一步的依据。

客运专线有砟道岔轨道动刚度特性分析

在分析客运专线有砟道岔轨道刚度组成的基础上,建立了有砟道岔轨道动刚度的计算方法,分析了我国时速250 km客运专线有砟道岔轨道动刚度特性.结果表明:心轨的动静刚度比最大,基本轨、尖轨和导轨次之,翼轨最小;在小于100 Hz的频段上,各钢轨的动刚度随着激振频率增加而减小;在0～250 Hz的频段上,各钢轨会出现3个共振峰.

桥上有砟轨道无缝道岔非线性阻力及其影响分析

为了分析考虑阻力弹塑性变化的高速铁路桥上无缝道岔纵向力演变机理,使用试验与理论分析相结合的方法,全面考虑了道床纵向阻力的弹、塑性变化特征。进行扣件系统反复加卸载试验和有砟道床阻力测试,通过研究线路纵向阻力退化现象,分析其产生机理,并构建无缝道岔新型线路阻力本构模型。以高速铁路18号无缝道岔为例,在ANSYS中建立考虑边界效应的岔-桥-墩一体化模型,将试验所得参数与规范值进行仿真分析对比,深入分析考虑阻力弹塑性变化时对桥上无缝道岔受力及变形的影响。结果表明,当梁轨相对纵向位移较小时,使用规范规定的线路纵向阻力进行高速铁路桥上无缝道岔受力与变形分析,会使计算结果与实际相比普遍偏小。当出现阻力强化现象时,使用规范值进行无缝道岔的受力变形计算所得的结果偏于不安全。建议在实际工程中应尽量进行大量的试验分析,从而修正规范值。

地震作用对有砟轨道桥上无缝道岔纵向受力与变形影响分析

桥上无缝道岔是在高速铁路、艰险山区铁路上铺设跨区间无缝线路不可避免的技术难题,同时跨越震区时,道岔结构自身处于双层薄弱环节之中。根据地震作用下有砟轨道桥上无缝道岔梁轨相互作用原理,建立地震作用下岔-桥-墩动力非线性有限元模型,分析地震波频谱特性、地震动加速度峰值、岔区阻力、梁体温差等因素下的有砟轨道桥上无缝道岔地震作用响应规律。研究结果表明:无缝道岔约束作用较大提高了桥梁结构的低阶自振频率,而且改变了其振动形态;地震波频谱特性和加速度峰值大小对桥上无缝道岔响应影响显著,地震荷载波频越靠近结构主频,加速度峰值越大,桥上无缝道岔受力和变形越大;在钢轨温变较高,又同时考虑地震荷载效应时,钢轨强度和线路稳定性均得不到保障,建议对跨越震区的桥上无缝道岔设计时检算地震荷载与钢轨、梁体温变共同作用时的钢轨纵向力以及道岔联结件受力、关键位置相对位移等。

基于有限元法的道岔清筛车车架结构优化研究

道岔清筛车车架作为整车的重要部件其性能直接影响着整车的工作性能。运用大型有限元软件ANSYS对车架进行了初步强度分析,并基于分析结果对车架结构进行了优化,优化后车架结构性能提升,满足了强度、刚度及使用要求。

既有繁忙车站咽喉区快速插铺有砟道岔施工技术

依托焦柳线南阳站南咽喉要点插铺1组P60-1/12号有砟道岔的营业线工程,介绍了要点准备、道岔组装、快速移动道岔、既有线路拆除、连接线路上砟捣固、线路精调、验收开通线路等既有道岔快速插铺施工技术,获得了较好的经济和社会效益。

重载铁路岔区施工后限速期间提速行车安全性分析

2万t列车通过重载铁路更换道岔、道床清筛后岔区须在现有限速标准下提速运行,为此制定了提速方案——将现有限速标准中第二阶段限速由45 km/h提至55 km/h,第三阶段限速由60 km/h提至65 km/h。在岔区选定两个区段分别进行更换道岔、道床清筛施工,施工结束达到开通条件后,5 000 t、1万t、2万t列车通过,按“4 h+24 h+4 h制”分四个阶段连续测试轮轨力和轨道静态沉降。结果表明:提速运行条件下列车经过更换道岔区段时轮轨力大于道床清筛区段,但其均小于限值;更换道岔和道床清筛施工稳定后轨道静态累计沉降分别为5.1、7.8 mm,两种作业工况都具备安全行车条件。优化相关运营标准时须将岔区道床清筛和更换道岔施工限行分开考虑,以实现精细化提速和运营维护。

既有高速铁路有砟大号码道岔快速插铺关键技术

依托国内尚无先例的2012年9月中铁七局集团有限公司在郑西客运专线荥阳南站新增平行渡线要点插铺1组P60-1/41号有砟高速道岔的营业线施工,研究大号码道岔组装、纵移、横移就位、快速连接、上碴整道、限速开通养护、大机捣固及精调、道岔前后焊接及无缝线路锁定等既有高速铁路有砟大号码道岔快速插铺关键技术。

客运专线有碴道岔施工技术

铁路道岔是轨道施工中的重点和难点,文章根据合宁线有碴轨道高速铁路道岔的结构特点,针对有碴高速道岔关键铺设技术进行了详细论述并提出了合理铺设建议,为新建快速铁路、客运专线大号码有碴高速道岔的铺设提供了参考。

高速铁路大坡道上18号和42号有砟道岔受力分析

基于有限单元法,针对高速铁路大坡道上铺设18号、42号有砟道岔进行静力学计算分析。结果表明:岔区钢轨强度、尖轨、心轨相对位移、传力部件纵向力及岔区稳定性均低于相应限值。且相同铺设条件下42号道岔的各项指标均大于18号道岔。在下坡方向制动会引起钢轨力、钢轨应力的增大,其中18号、42号道岔的钢轨力增大幅度均在10.7%左右,可能引起在长大坡道上的钢轨爬行,不利于轨道结构安全。

不同长度岔枕道床阻力试验研究

为确定有砟道岔区道床阻力值随岔枕长度的变化规律,以长株潭城际铁路18号有砟单开道岔为例,开展不同长度岔枕的道床纵横向阻力现场试验,测试2.25,3.1,3.2,3.3,3.4,3.5,4.5和4.6 m共8种不同长度岔枕的道床纵横阻力随岔枕位移变化的规律;采用最小二乘法对试验数据进行曲线拟合,得出不同长度岔枕以及单位长度岔枕的道床横纵向阻力-位移幂函数表达式。研究结果对于客运专线有砟道岔的设计、施工和养护维修有指导意义。