无缝线路施工期间轨缝值和车速匹配研究

无缝线路是轨道结构现代化标志,其施工工艺和效率影响工程质量和成本。国外某工程无焊轨基地且工期紧,需采用轨排成组焊连无缝线路法铺设。轨排焊连前轨道存在大量钢轨接头限制工程车辆运输速度,为提高施工期间车辆运输速度并减少钢轨接头伤损,建立车辆-钢轨接头耦合动力学模型,研究速度和轨缝值对接头动力响应规律的影响,提出合理预留轨缝值及轨缝值与施工车辆行车速度匹配关系。结果表明,轨缝和速度过大易造成轨端伤损危及行车安全,且空载状态的动力响应影响更明显,考虑提速需求综合各指标应保证直线段和曲线段预留轨缝值不超过8 mm和5 mm,且控制施工车辆行车速度。在直线段,当轨缝值为3、5、8 mm时,平车满载速度安全限值为80、70、40 km/h,平车空载速度安全限值为80、50、40 km/h;在曲线段,当轨缝值为3、5 mm时,平车满载速度安全限值为70、40 km/h,平车空载速度安全限值为60、40 km/h。

考虑接触轨轨缝的靴轨系统动态特性研究

在城市轨道交通中,列车供能除采用架空接触网系统外还常采用靴轨系统。在靴轨系统中,集电靴沿接触轨滑行,振动行为复杂,易受线路条件和结构本身的影响。当接触轨出现轨缝时,集电靴通过会产生较大冲击力,造成靴轨系统受流工况恶化。文章基于多体动力学和有限元理论,搭建靴轨耦合动力学模型,并与实测数据相对比,验证模型准确性。基于所搭建的模型,考虑在标准规定的最恶劣的接触轨轨缝条件,分析靴轨系统在不同速度和轨缝方向下的动态性能。结果表明,相对于前低后高轨缝的工况,集电靴通过前高后低轨缝时,车辆运行速度对靴轨系统受流质量的影响更加严重。

钢轨铝热焊轨缝间隙对接头性能的影响

为了提高钢轨铝热焊接接头的性能,研究了钢轨铝热焊轨缝间隙对预热时间和接头性能的影响。结果表明:轨缝间隙对焊接过程预热时间和接头静弯强度的影响显著,轨缝间隙越大,所需要的预热时间越长;当焊接轨缝间隙为20～22 mm时,轨底预热效果差,易产生未焊合,接头静弯载荷达不到标准要求;当焊接轨缝间隙为32～40 mm时,易在焊缝中央形成显微疏松,接头的静弯载荷低于标准的要求;轨缝间隙范围在24～30 mm时,接头静弯载荷可满足TB/T 1632.3—2005要求。

钢轨对接的焊剂带约束电弧超窄间隙焊

采用焊剂带约束电弧超窄间隙焊接方法对U71Mn钢轨对接进行试验研究。结果表明，焊前坡口底部间隙宽度预留为4．5mm反变形角度设定为1.3°，焊接过程中对钢轨进行定位，可保证每层坡口间隙宽度稳定的保持在4～5mm之间，通过48层焊道可完成对钢轨的超窄间隙焊接。采用此种方法焊接时．使用H08Mn2Si焊丝，焊剂中不添加任何合金元素就能够获得焊缝区硬度与母材相当、热影响区硬度高于母材的接头，焊缝区组织为铁素体和珠光体，热影响区组织为晶粒较细小的片状珠光体。得到的接头冲击功远大于要求的6J。

钢轨接头轨缝值和行车速度对轮轨垂向振动的影响

为了分析轨缝值与行车速度对车辆通过钢轨接头时产生的振动与噪声的影响程度,利用有限元方法,建立了车辆—轨道垂向耦合动力计算模型;该模型的车辆采用整车模型,共10个自由度;轨道结构采用3层弹性点支承有限长欧拉梁模型,共402个自由度;系统的激励大小可由轨缝值和行车速度推导出来,并运用赫兹非线性接触理论计算轮轨之间的相互作用力。采用该模型,结合快速显式迭代积分法和MATLAB6.5强大的矩阵分析功能,对不同轨缝值和车辆行驶速度条件下钢轨接头的动力响应进行了计算,为减振降噪提供理论依据。

专用铁路简支梁桥上铺设50m长钢轨预留轨缝研究

为确定常用跨度简支梁桥上50 m长钢轨合理的预留轨缝,基于梁轨相互作用原理,建立了钢轨-接头-轨枕-桥梁-墩台一体化计算模型,并从5×32 m简支梁桥上梁轨相互作用引起的钢轨及桥墩纵向受力两方面验证了模型的正确性。以某专用线上的10×32 m简支梁桥为例,分析了轨温变化幅度、基本轨接头阻力、护轨阻力等对桥上50 m长钢轨接头轨缝改变量的影响。研究结果表明:梁轨相互作用对桥上50 m长钢轨接头轨缝会产生显著影响,并且影响程度与接头所处位置相关;轨缝改变量随着基本轨接头阻力和护轨扣件阻力的增加而降低,受护轨接头阻力和墩台纵向水平刚度的影响较小;跨度为24 m、32 m简支梁桥上铺设50 m长钢轨的接头螺栓扭矩应按照900N•m设计,且运营中还应该加强螺栓扭矩检查,确保降幅不超过15%。

轨道交通接触网电分段及单向导通绝缘轨缝拉弧现象分析

城市轨道交通车辆段出入口处,车辆受电弓通过接触网四跨电分段常出现拉弧现象,通过测试解析阐述其产生的原因及危害性,提出在停车场及车辆段出入口处接触网电分段采用的设置方式及与单向导通配置的绝缘轨缝相互位置配合设置要求,阐明电分段及单导拉弧现象和解决方法。

巴基斯坦拉合尔市橙线无缝线路设计

无缝线路设计是轨道设计的关键问题之一。主要研究分析巴基斯坦拉合尔市橙线无缝线路设计方案,同时为国外高温地区无缝线路设计提供参考。橙线线路主要以高架线形式敷设,桥梁结构以U形简支梁为主。拉合尔地区整体气温偏高,历年最高气温47.4℃,橙线铺设普通区间无缝线路。通过理论计算与有限元分析,对钢轨强度与稳定性、桥梁墩台受力、钢轨断缝、轨缝值设置等进行了分析计算。研究表明:橙线高架线及地面线设计锁定轨温取(35±5)℃,轨缝值取8 mm是合适的,同时提出伸缩调节器的设置建议。

钢轨焊接接头的静弯试验有限元建模及受力分析

钢轨焊接接头的静弯试验是评定焊接工艺和接头性能的重要方法。基于静弯试验系统的结构特征,建立了包含双接触对的钢轨焊接接头静弯接触有限元模型,分析了单元尺寸和接触刚度等接触对参数对计算时间及计算结果精度的影响,优化确定出合适的单元尺寸和接触对模型参数,并通过对比已有文献数据,证明了模型的适用性。然后根据钢轨闪光焊接头的静弯检验标准,对钢轨轨头受压(正弯)和轨头受拉(反弯)时的应力分布进行了模拟计算,获得了钢轨静弯时的应力分布特征、最大等效应力及其位置。通过对计算结果进行分析,对钢轨窄间隙电弧焊接头的强度、残余应力等提出了控制要求,可为后续钢轨窄间隙电弧焊接的工艺改进、接头质量控制和性能改善提供有价值的参考。

接头组对间隙对激光电弧复合焊背部成形的影响

以转向架构架常用材料S355作为试验材料,采用激光-MAG复合焊方法,研究了打底焊时接头组对间隙对背部焊缝成形的影响。通过0~1.2 mm范围的6组不同的组对间隙试验得出,在其他参数不变的情况下,组对间隙对背部焊缝成形具有显著影响。背部焊缝宽度的平均值随着组对间隙的增加先增大后减小,余高平均值随着接头组对间隙的增加而逐渐减小;间隙为0.4 mm、0.6 mm、0.8 mm时背部成形良好,且宽高比与接头间隙呈正相关。0~1.2 mm为可应用的接头组对间隙范围。

大轴重下钢轨铝热焊接头伤损原因与改进措施

通过宏观形貌观察、化学成分测试、踏面硬度测试、显微组织观察、扫描电镜分析、能谱成分测试等方法,结合铝热焊接头服役过程中的平直度数据,对35.7 t轴重重载试验条件下半径350 m曲线上股的铝热焊接头伤损进行分析,并对铝热焊焊接工艺进行优化试验。结果表明:断口裂纹源附近的疏松缺陷是焊接接头轨距角剥离裂纹伤损产生的原因;焊缝低塌在一定程度上与伤损的出现存在相关性;采用28 mm轨缝时,焊缝中心无明显疏松缺陷。建议在大轴重条件下适当降低轨缝宽度以减少疏松缺陷,在运营过程中及时对低塌的铝热焊接头进行修理性打磨以提高接头平顺性。

便携式轨道电位和接缝电阻测量系统的研究

轨道交通中的轨道接缝电阻对轨道电位有着重要的影响，轨道电位过高，会影响轨道交通安全、稳定地运行。为了全面分析轨道电位的分布，设计了一种便携式的轨道电位及接缝电阻的测量装置。测量系统由智能传感器、监测装置和PC机构成，可以测量一个供电区间内的轨道电位和接缝电阻，并且可以对测量数据进行分析、显示和保存。系统携带方便、操作容易、测量精度高，具有广泛的实用性。

无缝线路缓冲区病害分析及根治措施

概述了缓冲区养护中存在的问题,分析了无缝线路缓冲区病害的成因,提出了治理病害的针对性措施。

准高速条件下三轨受流器靴轨动态接触分析

基于Ls-Dyna有限元仿真平台建立准高速(160 km/h)运行条件下受流器通过第三轨端部弯头及轨缝错牙区域的有限元模型,分析不同运行速度、不同结构参数对受流器靴轨冲击振动响应的影响规律。研究结果表明,增大受流器系统阻尼是改善碰撞冲击响应的最佳手段。为进一步探究系统阻尼对准高速运行条件下常态振动工况的影响规律,基于MATLAB\Simulink平台建立受流器多体动力学模型,计算结果表明,合理增加受流器系统阻尼,可有效提高准高速运行条件下受流器滑靴与第三轨的匹配性能。根据上述研究结果提出一种第三轨受流器的适应改进方案,使其能够满足160 km/h高速运行要求。