岔区轨件打磨对高速列车动力特性影响分析

针对福州工务段在杭深客运专线部分岔区采用的轨件打磨方案。在实测岔区轨件打磨前、后关键断面廓形的基础上,基于车辆-道岔动态相互作用,建立了车辆-道岔仿真模型,以列车250 km/h速度直逆向过岔为例,对打磨前、后两种工况的动力响应特征进行了深入对比分析。结果表明:轨件打磨作业后,列车第一轮对右侧脱轨系数幅值降低27.7%、横向轮轨力幅值降低27.4%,车体横向振动加速度和横移量幅值分别降低了56.8%和47.7%,列车过岔安全性及动力特性得到了明显改善;工务段晃车仪、添乘仪以及动检车的检测结果显示,岔区轨件打磨作业后,线路设备质量得到了显著提升,列车过岔时的车体横向加速度明显降低;根据岔区轨件打磨经验表明:钢轨打磨是改善岔区轮轨接触关系、提升动车组运行品质的有效手段;理论研究成果验证了福州工务段为解决管内岔区"晃车"问题所采用的轨件打磨方案的合理性,为高速铁路岔区轨件廓形优化打磨提供了理论支持。     

高速铁路钢轨和道岔打磨技术应用

现在随着时代的进步,我国的铁路得到了飞速的发展,高速铁路尤其成了新时代交通事业发展的焦点,可以说已经成了我国铁路迅速发展的关键。在高速铁路中,道岔是其中非常关键的一部分。为了避免钢轨和道岔出现质量问题,就需要我们进行打磨,现在钢轨和道岔打磨都已经成了我国的铁路工程维护工作开展的一个重要手段,其可以将轨面出现伤损进行修复,在铁路行进过程中也可以有效避免接触疲劳问题,大大提高了行车舒适度。该文针对打磨技术的应用情况进行了总结和分析,希望可以给相关工作的开展提供一些参考。     

钢轨件磨耗状态下高速道岔达速运行适应性研究

对实际运营条件下高速道岔钢轨磨耗廓形进行了测试。基于实测数据建立了高速车辆-道岔耦合动力学计算模型,对现行速度条件下岔区钢轨件磨耗对列车过岔动力性能的影响进行了仿真分析,进而对磨耗状态下高速道岔达速运行的适应性进行了探究。结果表明:长期运营条件下,高速道岔尖轨、基本轨、翼轨、心轨均出现了不同程度的磨耗,导致轨头廓形及钢轨件之间的相对位置关系较初始状态发生了较为明显的变化;钢轨磨耗状态下列车进岔时所产生的轮轨冲击作用提前了,转辙器区轮载过渡规律发生了明显的改变,列车通过辙叉区时轮轨的相互作用及安全性参数均增加,列车进岔后轮对蛇行运动趋势增大,导致出岔后发生轮缘接触,轮对及车辆振动也呈加剧的趋势,随着磨耗程度的加深,列车过岔时轮轨磨耗发展速率逐渐减缓,道岔钢轨磨耗发展呈逐渐收敛的趋势;道岔钢轨磨耗状态下,列车过岔速度的提升进一步压缩安全和疲劳性能裕量,并且会改变道岔钢轨件磨耗发展的收敛趋势。磨耗状态下高速道岔虽能适应达速运行条件,但需重点关注钢轨件的进一步磨耗和部件伤损加速的情况。     

小半径曲线段钢轨打磨方案比选及动力特性研究

小半径曲线段钢轨廓形质量对轮轨接触关系及钢轨使用寿命有着关键影响。为探究个性化打磨对小半径曲线段磨耗廓形的轮轨接触改善及延长钢轨使用寿命效果,选取沪昆普速铁路小半径曲线段两组磨耗钢轨进行打磨方案研究;基于现场实测数据及病害分析,与消除表面病害为目的的修复性打磨方案作比较,对钢轨进行个性化打磨廓形设计;跟踪观测钢轨表面状态,结合GQI(grinding quality index)及轮轨接触分析,建立车辆-轨道动力学模型计算打磨方案对轮轨动力特性的影响,综合评价打磨效果;结果表明：修复性打磨仅对钢轨表面病害进行处理,并未实际改善轮轨关系,廓形保持能力不佳,后续动力学指标评价也无明显改善;相比之下,个性化打磨廓形保持能力更佳,GQI指数明显提升,轮轨关系改善显著,提高了车辆曲线通过能力;动力学方面,个性化打磨方案的轮轨横、纵向蠕滑率和磨耗指数分别降低60.45%,33.95%和24.13%,有效缓解了轮轨间的磨耗,延长了钢轨使用寿命与打磨周期;车体横向、垂向加速度和脱轨系数分别降低19.69%,30.74%和26.11%,列车运行平稳性得到良好改善,提高了列车运行安全性。由此可见,个性化打...     

小半径曲线段钢轨打磨对轮轨动力特性影响分析

针对铁路小半径曲线钢轨病害实施个性化钢轨廓形打磨，定期观测打磨后线路状态，通过钢轨廓形采集及轨面状态分析，结合车辆-轨道动力学模型对钢轨打磨效果进行评价，探讨钢轨廓形保持水平及合理养护周期。研究结果表明：个性化钢轨廓形打磨后，轮轨接触关系得到显著改善，算例中车体横向加速度、垂向加速度、轮轨横向力分别降低9.58%、8.09%、15.81%；轮轨磨耗指数降低22.99%，有效降低钢轨磨耗速率，延长使用寿命。在打磨12个月后，各项动力学指标表现仍优于打磨前，验证个性化钢轨廓形打磨是可行的。随着打磨后通过总重的增加，12个月左右钢轨表面开始出现病害并快速发展，廓形产生较为明显的磨耗，建议将此时线路通过总重所经历的时间作为钢轨廓形的打磨周期。     

钢轨预防性打磨技术的优化研究

本文通过对钢轨预防性打磨现状的的分析，指出打磨流程、切削量、比较基准是影响打磨质量的主要因素。提出了预防性打磨钢轨轮廓的确定依据，打磨的流程，构建了切削量计算模型，经京津城际高铁打磨验证了该方法可行。     

钢轨横截面出现斑痕的原因分析

焊接前的钢轨横截面在打磨过程中出现斑痕。经手提式硬度计检测，钢轨横截面硬度异常，疑是局部偏析或夹杂物等缺陷所致。通过取样检验，钢轨横截面试样正反两面的低倍组织，一面有斑痕，另一面无斑痕；经硬度测定和金相检验，认为钢轨横截面出现的斑痕是因打磨量控制不当，造成钢轨打磨面局部表层温度急剧升高，因钢轨母材仍处于常温状态，使打磨面表层快速冷却产生了马氏体组织转变，致使该面出现斑痕。     

钢轨高速打磨试验台的切向磨削力修正方法研究

进行钢轨高速打磨试验是研究钢轨高速打磨机理的重要手段。而钢轨高速打磨试验台与打磨列车现场打磨作业的主要差别是试验台的钢轨沿纵向方向具有有限曲率半径,而现场钢轨沿纵向的曲率半径接近无限大。这一现象使得试验台上测得的砂轮与钢轨间的切向磨削力与现场打磨过程中的实际磨削力有差别。该文根据砂轮磨削原理建立了一种可考虑钢轨沿纵向曲率半径的砂轮切向磨削力计算方法。通过与试验数据的对比,表明该方法计算得到的磨削切向力与试验数据有较好的吻合。该文利用所建立的方法给出了将试验台切向磨削力修正到现场切向磨削力的修正系数k,并分析了打磨过程中的法向加载力以及圆盘曲率半径对k值的影响。     

钢轨异常磨耗对构架横向加速度影响研究

针对某型高速动车运行过程中转向架构架横向加速度报警的问题,构建了车辆多体动力学模型,结合实测磨耗钢轨外形,研究了异常磨耗钢轨与构架横向加速度报警间的关系。仿真分析发现当动车高速运行于实测的轨道不平顺线路上时,长期未打磨钢轨区段对应的轮对、构架横向加速度明显要大于一次打磨和二次打磨钢轨。随着钢轨磨耗加剧,轮轨接触等效锥度也呈上升的趋势,降低了车辆稳定性。并且通过现场实验验证长期未打磨钢轨对应构架横向加速度明显大于新打磨钢轨。研究结果表明:钢轨轨面长期未打磨而出现不正常的宽光带磨耗与轨距角磨耗增大了轮轨间等效锥度,是导致轮轨接触不良主要原因,而轮轨接触不良是造成动车组构架横向稳定性变差的重要因素。     

铁路线路施工中的钢轨打磨技术探讨

文章主要从铁路线路施工中铜轨打磨的意义以及钢轨打磨的分类出发,对铁路线路的施工中钢轨打磨的技术进行分析和探究,以提高钢轨的使用寿命和列车的行车安全。     

钢轨波磨对地铁轨道振动特性影响研究

某城市地铁线路使用科隆蛋扣件,波磨现象严重。为了研究钢轨打磨对轨道振动的影响,分别在钢轨打磨前后对同一轨道断面进行振动测试。同时在该断面打磨后换装上部自锁式双层非线性扣件,并对其进行振动测试,对比分析科隆蛋扣件与上部自锁式双层非线性扣件的减振效果。测试结果表明：打磨之后有效地控制了钢轨波磨,打磨后的振幅显著低于打磨之前,其中低轨垂向的减振效果最好,达到了9.2 dB;打磨之后新安装的上部自锁式双层非线性扣件对钢轨波磨发展有明显抑制作用,其减振效果与科隆蛋扣件大致相当。     

广义变分原理在高速铁路无缝道岔结构分析中的应用

在继承现有试验成果的基础上,将广义变分原理应用于铁路无缝道岔结构体系的分析,提出了一种新的铁路无缝道岔计算理论。建立了较为完善的计算模型,在假设钢轨纵向位移函数的基础上,计算了无缝道岔结构体系各部分的能量,通过广义变分法建立了结构体系的平衡方程,编制了计算程序,分析了固定辙叉无缝道岔钢轨温度力与位移。为无缝道岔计算理论和设计方法的研究开辟一条新途径。     

铁路钢轨打磨目标型面研究

提出一种基于轮轨接触界面法向间隙的钢轨踏面设计方法,寻找了重载线路上较小轮轨接触应力水平的钢轨打磨目标型面,为新铺设钢轨预打磨及预防性打磨方案的设计提供理论依据。根据三维非赫兹滚动接触理论寻找了轨头的优化范围,在此范围内能保证轮对动态横移过程中,轮轨接触点附近最小法向间隙的钢轨轨头外形。针对重载线路轮轨伤损严重的问题,利用目前的方法对现有的60kg/m钢轨进行了优化设计。利用车辆-轨道耦合动力学理论及三维弹性体非赫兹滚动接触理论对优化前后钢轨踏面与原车轮接触时静态接触性能及动态接触性能进行了分析。结果表明,优化后轮轨界面之间具有较好的"共形"接触特性,在不降低车轮其他动力学性能的情况下,钢轨踏面优化后的轮轨接触应力显著地降低,并且使左右轮轨磨耗程度趋于均衡,可以有效降低轮轨磨耗与滚动接触疲劳。     

地铁线路钢轨波磨安全限值研究

地铁线路钢轨波磨会恶化轮轨接触关系,引起轮轨冲击,降低车辆和轨道部件的使用寿命,影响车辆运行安全,大大增加维修工作量和运营成本。钢轨打磨可有效控制波磨,而确定钢轨波磨安全限值并制定打磨策略是实施钢轨打磨的关键步骤。建立一种地铁车辆—轨道耦合动力学计算模型,详细调查地铁钢轨波磨对车辆运行安全性的影响。基于车辆—轨道耦合动力学仿真计算和地铁车辆的运行安全评价指标,初步确定时速80 km/h地铁线路的钢轨波磨的安全控制限值。结果可为地铁线路的钢轨校正性打磨提供理论参考。     

基于FBG反射谱特征的铁路道岔损伤识别试验研究

针对道岔结构性能及安全状态对列车（尤其高速列车）行车安全与运行质量的重要性,提出基于光纤布拉格光栅(FBG)传感技术,利用FBG传感器反射谱特征对铁路道岔钢轨结构进行损伤（裂纹）识别。在带裂纹的道岔钢轨上安装FBG传感器进行静、动态加载室内实验。通过分析FBG传感器反射谱形状精细变化,实现对裂纹的识别。实验结果表明,该基于FBG反射谱特征的损伤识别方法可有效识别铁路道岔钢轨裂纹。     

扣件弹性垫层劣化对高速列车-道岔系统动力特性的影响

随着高速铁路运营时长的增加，道岔区扣件弹性垫层会发生劣化，对列车过岔的动力学性能产生不利影响。为研究扣件弹性垫层劣化对高速列车道岔系统动力特性的影响，考虑道岔区钢轨的柔性变形，以高速铁路18号无砟道岔为研究对象，建立车辆-道岔刚柔耦合动力学模型，通过时域和频域分析，研究扣件弹性垫层劣化位置、劣化程度、劣化个数及行车速度对列车道岔系统动力特性的影响。研究结果表明：扣件弹性垫层劣化位置影响较大，其中尖轨顶宽40 mm处为扣件弹性垫层劣化的最不利位置；随劣化程度的增加，车岔系统各动力学指标呈增大趋势，其中垂向指标影响更为显著；扣件弹性垫层劣化个数的增加对尖轨尖端的横向动力学指标产生不利影响，9组扣件连续劣化时横向力较1组扣件弹性垫层劣化时增大21.3%;当车辆以250 km/h速度过岔时，扣件弹性垫层劣化对列车道岔系统动力特性的影响最为显著。轴箱振动加速度对扣件弹性垫层劣化较敏感，可在一定程度上反映扣件弹性垫层的劣化。研究成果可为道岔区刚度优化和养护维修提供一定的理论指导。     

AT道岔钢轨的开裂原因

AT道岔钢轨在加工过程中出现裂纹。采用化学分析、低倍、金相及夹杂物等方法对该钢轨进行了检验。结果表明,化学成分符合标准要求,低倍组织和显微组织正常;而由于感应线圈与道岔钢轨之间的距离设置不当,在进行感应加热时局部区域出现加热温度过高,在该区域形成不同程度的过烧、过热组织和龟裂纹等缺陷;在随后的锻压加工过程中缺陷又进一步扩展,最终形成较大的裂纹而开裂。     

地铁道岔电火花故障分析

厦门地铁因牵引回流问题多次导致道岔绝缘、地线、线缆烧坏,基于此,该文从地铁直流供电系统牵引回流的产生、牵引回流通过钢轨回流至负极柜回流方式、回流钢轨与地线之间形成轨电位原因、牵引回流通过道岔角钢绝缘形成杂散电流泄漏等多角度进行深入分析,研究了道岔产生电火花的各种因素,出现问题的主要原因并制定相应的措施。同时,也对国内其他地铁同类问题解决方式与潜在风险进行了分析,既满足了地铁运营安全生产的需求,又避免了道岔产生电火花的同类故障发生。     

U75V焊接钢轨线路铺设时的断裂原因分析

某铁道线路进行大修换轨铺设新轨时,一支采用闪光焊接工艺焊接的长500m的钢轨在中部位置的焊缝附近发生横向断裂,采用宏观检验、化学成分分析,断口分析及微观组织分析等方法对钢轨断裂的原因进行了分析。结果表明：钢轨的冶金质量良好,钢轨发生断裂主要是因为其轨头踏面表层形成的马氏体组织在铺轨时的弯曲拉应力作用下,产生裂纹并快速扩展,导致钢轨发生脆性断裂;钢轨焊接时出现了高接头,为保证焊接钢轨的平直度对其进行了打磨,但打磨工艺控制不良,从而导致钢轨轨头踏面局部产生高温,发生马氏体组织转变。     

地铁波磨对轮轨动力特性影响及其安全阈值分析EI北大核心CSCD

现场测试某地铁线路普通道床地段钢轨波磨和钢轨振动加速度,建立了地铁车辆-轨道耦合动力学模型,分析了不同特征钢轨波磨对轮轨系统动力特性的影响,提出了指导钢轨打磨控制波磨的波深安全阈值。结果表明:钢轨波磨主要发生在小半径曲线地段圆曲线内轨,主波长200~250 mm,最大波深约0.8 mm,直线地段出现短波波磨,主波长40 mm,最大波深约0.1 mm;波磨主要波长与轨道结构振动主频对应;钢轨波磨激励导致轨道结构振动较大,轮轨系统动力响应剧烈,尤其是70 mm以下的短波波磨;轮轨垂向力呈周期性波动,波动周期与波磨波长相同,周期内1/4波长处轮轨冲击振动达到峰值;钢轨波磨对轮轨系统动力响应的影响随着波长减小、波深增大而加剧;现有规程中指导钢轨打磨的波磨安全限值适用于长波波磨,对于波长30、40、50、60 mm的短波波磨,运营速度80 km/h情况下,建议波深安全阈值为0.08、0.11、0.12、0.21 mm,波深超出安全阈值后应及时打磨。