道岔工电结合部主动运维系统设计与实现

针对道岔工电结合部设备维护的难点和管理的薄弱环节,设计并研发了道岔工电结合部主动运营维护(简称:运维)系统,阐述了系统架构和关键技术,实现了检测监测数据归集、设备状态评价和作业验收等功能。现场实际试用情况表明,该系统可打通工务、电务专业在结合部设备管理中的信息孤岛,实现多专业运维管理过程中的相互协调,主动推送设备维修作业方案,辅助设备管理部门优化生产组织,提高道岔工电结合部设备维修质量和效率。

无缝道岔组合作用效应的研究

根据跨区间无缝线路无缝道岔的三种常见的组合情况,建立了无缝道岔组合作用体系的计算模型。采用无缝道岔结构体系分析广义变分原理,建立无缝道岔组合作用体系的平衡方程,计算和分析了无缝道岔组合作用体系的钢轨附加纵向力及位移,研究结果对无缝道岔组合作用体系的设计、养护维修有一定指导意义。

轨道参数对无缝道岔组合效应的影响

基于有限单元法 ,建立了组合无缝道岔钢轨纵向力及位移的力学计算模型 ,编制了计算软件 ,并以 1 2号固定辙叉无缝道岔为例 ,分析了不同轨道参数对组合无缝道岔钢轨附加力及位移的影响 ,并与其对单组无缝道岔的影响作了对比分析。研究表明 ,道床纵向阻力对组合无缝道岔钢轨附加力及位移的影响要明显大于单组无缝道岔 ,扣件阻力和限位器间隔对组合道岔和单组道岔的影响差不多 ,扣件阻力对组合道岔的影响略大于单组道岔 ,而限位器间隔对组合道岔的影响略小于单组道岔 ,相比单组无缝道岔 ,保持组合道岔道床质量显得更为重要。

用有限元法分析无缝道岔组合效应

为建立能反映无缝道岔组合实际受力情况的计算、分析模型,基于有限单元法,建立了多组无缝道岔相联结时钢轨纵向力及位移的计算模型,编制了计算软件,并以12号固定辙叉无缝道岔为例,分析了不同联接形式无缝道岔对钢轨附加力及位移的影响。研究结果表明:道岔不同联结形式对钢轨的受力及变形有明显的影响,其组合效应不容忽视,特别是钢轨的位移受组合效应影响很大;随着组合道岔组合数的增加,钢轨附加力及钢轨位移的组合效应也随之增加,但增加幅值逐渐减少。

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。

12号合金钢组合辙叉单开道岔疲劳裂纹萌生寿命预测

基于有限元分析软件建立12号合金钢组合辙叉单开道岔静、动力学分析模型;基于列车直、侧向过岔的动力仿真结果,确定岔区钢轨疲劳敏感区域,并提取敏感区域疲劳荷载谱;采用静力分析模型研究单位荷载下各敏感区域钢轨内部应力分布情况;基于Miner线性累积法则对岔区钢轨疲劳裂纹萌生寿命进行预测;研究列车轴重、速度对钢轨裂纹萌生寿命的影响;给出不同轴重、不同速度列车通过时岔区钢轨疲劳敏感区域裂纹萌生寿命的预测公式.结果表明:道岔不同敏感区域钢轨的疲劳裂纹萌生寿命相差很大,列车轴重及侧向通过速度对钢轨的疲劳裂纹萌生寿命有很大影响,疲劳裂纹萌生寿命随列车轴重的增加而大幅降低,随列车侧向通过速度的增加也有所降低.

基于字词融合的高铁道岔多级故障诊断组合模型

为有效提升高速铁路道岔维护效率和故障定位准确率,面向其故障文本数据,提出了一种基于字词融合的高速铁路道岔多级故障诊断组合模型。首先,建立高速铁路道岔专业词库,将文本表示为字向量与词向量并进行深度融合。其次,考虑到故障文本存在类别不均衡问题,采用Borderline-SMOTE算法对不均衡文本数据进行处理,优化故障文本数据分布。接着使用BiLSTM(Bi-directional long short-term memory)-CNN(convolutional neural network)的组合神经网络提取故障文本深度特征,最后通过分类器实现智能故障诊断。采用我国高速铁路道岔故障文本数据进行模型性能验证,结果显示所提模型的一级故障诊断准确率达到95.62%,二级故障诊断准确率达到93.81%,证明多级故障诊断精度可达到理想效果。

镶嵌翼轨锻造合金高锰钢组合辙叉研制

时速160 km/h及以下铁路道岔大多数采用固定型辙叉,固定型辙叉分高锰钢辙叉和合金钢组合辙叉两大类。辙叉用高锰钢从成型工艺分铸造和锻造两种方式,铸造高锰钢基体有时存在缩孔、缩松和夹杂物缺陷,产品寿命相对较短。基于合金化锻造高锰钢辙叉制造技术,兼顾制造成本和工艺,对组合辙叉结构进行创新研究,研制60 kg/m钢轨18号单开道岔镶嵌翼轨锻造合金高锰钢组合辙叉,具有较好的市场价值。

60kg/m钢轨9号组合道岔(混凝土枕)设计

主要介绍了60 kg/m钢轨9号单开道岔与60 kg/m钢轨9号对称道岔的组合道岔的平面线型、工电接口、结构设计、轨下基础等关键内容的设计要点,通过道岔的开通运营表明,该组合道岔完全能够满足线路运营和用户的要求。

大跨度桥上无缝道岔群设计研究

以太中银铁路无定河特大桥上无缝道岔群设计为例,采用有限元法建立了桥上无缝道岔群模型,计算了列车荷载作用下桥上无缝道岔群的强度、刚度、稳定性等,为桥上无缝道岔群的设计研究提供了一种新的思路。

城市轨道交通60 kg/m钢轨12号单开道岔设计研究

北京新机场线是时速160 km的城市轨道交通线路,相较于普通城市轨道交通线路,具有列车轴重大、速度高、通过地段复杂多样等特点,有必要对其道岔系统进行专门研究。研究的重点为道岔平面线型、结构构造、轨下基础及工电结合部等几个方面。研究结果:采用60AT2尖轨并设置轨底坡或轨顶坡,提高了列车经过岔区时的平稳性和旅客的乘座舒适度;采用镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉提高了辙叉使用寿命,减小了养护维修量;采用不同刚度的板下弹性垫层,实现了城市轨道交通道岔岔区的刚度均匀化及整体低刚度化,有效降低了岔区的振动噪声。

现代有轨电车三开组合道岔技术的研究

国内首次自主研发的三开组合道岔结构复杂,制造加工难度大,可实现两条横向与两条纵向并行线路之间的分别连接及转向,是轨道交叉口迫切需求的一种道岔形式,其应用前景极其广泛。道岔整体平面布置依照轨道走向需求进行设计,相邻道岔中心的合理间距为6.05 m,在满足机车安全有效运行和道岔结构完整可靠的同时,使得道岔的整体长度达到最小,可最大限度地节省道岔占地空间,提高场地的利用率。道岔结构采用模块化设计,包含4组转辙器、16颗合金钢辙叉及多种零配件,分为第1转辙器区、第2转辙器区、复合辙叉区、中间菱形区、尾部菱形区等5部分。

地铁60 kg/m钢轨9号单开道岔优化设计

借鉴我国高速铁路和重载铁路道岔研制的成功经验,结合地铁道岔受力特征,对地铁60 kg/m钢轨9号单开道岔进行优化设计。优化道岔的总长、前长、后长与专线9761道岔一致;采用直曲组合型线形,通过刨切基本轨加粗尖轨提高尖轨耐磨性和抗冲击性;采用60AT2轨加工制造尖轨,采用弹性可弯结构取代活接头结构,以降低道岔的扳动阻力,减小转辙器区不足位移和接头病害发生;采用弹性夹扣压基本轨取代弹片扣压,以增加钢轨扣压力;采用岔枕偏心衬套代替刚性螺栓连接,以增加道岔的轨距调节功能;引入合金钢辙叉和聚氨酯玻璃纤维复合材料岔枕。动力学数值模拟计算结果表明,优化措施能够有效减小列车过岔时的轮轨冲击荷载,提高列车过岔平稳性,延长道岔使用寿命,减少养护维修工作量。

重载铁路道岔区钢轨组合廓形及几何参数检测技术

针对当前道岔区轨道状态检查方法人工依赖度高、检测效率低等问题,对基于线结构光和惯性测量技术的道岔区钢轨组合廓形及几何参数检测技术进行研究,研制了道岔区轨道状态综合检测样机并开展了性能试验。结果表明:道岔区钢轨组合廓形检测技术可高分辨地获取重载铁路道岔区钢轨廓形,与钢轨轮廓仪的检测偏差在±0.2 mm以内;道岔几何参数检测技术可自动解算道岔区几何参数,得出的结构几何参数与人工检测方法的测量结果一致,得出的轨道几何参数与轨道检查仪测量结果的偏差基本控制在±2 mm以内;道岔轨道状态综合检测系统能够很好地替代现有人工检测手段,极大缩短检查时间,降低成本。

重载铁路道岔合金钢组合辙叉的现状及发展

合金钢组合辙叉相对于高锰钢辙叉整体使用寿命更长,逐渐得到各国铁路部门的认可和使用,使合金钢组合辙叉技术得到了持续发展和进步。我国合金钢组合辙叉主要有锻制合金钢心轨组合辙叉、焊接式翼轨加强型合金钢组合辙叉、合金钢钢轨组合辙叉、镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉4种类型,各有优缺点。在合金钢组合辙叉近20年的运营实践中,主要出现翼轨顶面磨耗超限、压溃、翼轨心轨剥离掉块、折断、轨道刚度突变位置钢轨件伤损等问题。目前合金钢组合辙叉产品较多,并且不同生产厂家制造的合金钢组合辙叉之间不能实现裸叉互换,给现场维修带来较大困难。自2017年开始,开展系统的合金钢组合辙叉统型优化研究,为合金钢组合辙叉技术的进一步发展和推广应用奠定了重要的基础。

地铁既有线贯通改造工程组合道岔设计研究

既有地铁线路会因运营需求对线路通过插入道岔的方式进行贯通改造。论文结合地铁既有线贯通改造工程案例,通过对既有线路现状条件、新插入组合道岔线间距过小需特殊设计等难点进行分析,详细阐述了组合道岔设计研究过程。

道岔综合监测系统研究

针对目前道岔采用定期修模式,难以及时掌握道岔状态的问题,研发了道岔综合监测系统。通过对道岔电气特性参数和机械特性参数等关键数据的处理和分析,从工电结合方面,对道岔在运用过程中的整体性能进行评估。介绍系统架构、各子系统组成,以及智能分析平台原理,并通过动静态试验验证,可为道岔日常维护及检修提供科学有效的技术手段。

槽形轨井字形组合道岔的设计

应三亚市有轨电车线路所需研制了槽形轨井字形组合道岔。根据线路设置与行车条件,确定了槽形轨井字形组合道岔的平面布置形式。首先采用有限元方法对比73C1钢轨和105C1钢轨的受力和横向位移进行钢轨选型;然后将既有辙叉结构形式优化为钢轨焊接式辙叉;最后选取仿形断面钢轨,采用熔化极活性气体保护焊工艺焊接后进行了钢轨静弯强度试验。结果表明:无论是受力,还是横向位移,105C1钢轨均优于73C1钢轨,且105C1钢轨重心稳定,开槽位置较自由,焊接性能更好;与既有辙叉相比,采用钢轨焊接式辙叉,焊接接头数量减少1/2,降低了加工成本和开裂风险;采用熔化极活性气体保护焊工艺焊接后钢轨轨头和轨底的静弯强度满足规范要求,且焊接单个接头用时短。槽形轨井字形组合道岔已于2019年在三亚有轨电车示范线上应用,上道4年来线路运营状态良好。

武汉地铁工电联调体系建立及实践经验探讨

为了应对高速发展的城市轨道交通建设新常态,武汉地铁于近几年大力推行道岔工电联调工作。文章首先分析了常用的道岔工电联调体系,在此基础上结合存在的问题,提出基于交叉管理的概念应用于武汉地铁工电联调体系;接着从管理和技术两个层面探讨了所获得的实践经验,并分析指出如何更合理的安排预防性整治计划是面临的一大难题,进而提出了基于统计决策的改善思路。所论述的内容具有一定的借鉴意义和指导意义。

整体合金钢组合辙叉的设计及应用

通过对时速160 km以下客货共线铁路正线使用的12号道岔辙叉使用情况进行分析,为解决高锰钢固定辙叉可焊性差和合金钢组合辙叉心轨、翼轨病害多等实际问题,研究提出道岔辙叉咽喉区合金钢心轨、翼轨一体化设计方案,翼轨由在线淬火钢轨在辙叉咽喉区与合金钢翼轨镶嵌组成,对其结构和受力进行分析,并进行试铺试验。分析结果表明,新设计延长了辙叉使用寿命,减少了日常养护工作量,确保了运输安全。