优化钢轨接头养护 延缓螺栓孔裂

在有缝线路上，钢轨接头是轨道结构的薄弱环节，接头钢轨伤损占有很大的比例，在各种伤损中螺栓孔裂排列首位。据我段八二年至九二年资料统计，螺径孔裂占35％以上(见表)。钢轨螺栓孔裂是运行中的必然现象，如果不及时发现与更换，将对行车安全构成严重威胁，螺栓孔裂一般要导致钢轨接头揭盖。八五年五月甘二日，浙赣线K226 28号轨发生轨头揭盖，长170cm、     

轨面不平顺对高架支承块轨道结构振动特性影响试验研究

针对轨面不平顺对高架支承块轨道结构振动特性的影响进行现场试验,分别从时域和频域对比分析不同轨面不平顺状态下轨道结构的振动响应,重点考虑10～1 000 Hz频率范围内的振动.分析结果表明:轮轨冲击力和轨道结构振动加速度幅值随轨面不平顺幅值的增加而增大,同时也受到轨面不平顺类型和波长分布的影响;轨面不平顺引起的钢轨振动频率主要分布在50～1 000 Hz的范围内,承轨台、桥面板垂向振动频率分布在40～200 Hz的范围内,轨面不平顺的波长分布是影响轨道结构振动频率分布特性的主要因素之一;降低谐波型轨面不平顺幅值0.2mm,可以减小钢轨垂向振动水平14.1dB.建议将轨面不平顺谱加入轨道质量的评价指标中.     

重载条件下60 kg/m钢轨12号单开道岔的改造与应用

针对60 kg/m钢轨12号单开道岔在重载条件下发生的病害进行分析,采用弹条Ⅱ型扣件系统替代弹条Ⅲ型无螺栓无挡肩扣件系统,在保证轨距、钢轨中心线、孔距、偏心距等不变的情况下,对转辙器的滑床板、转辙器的辙后垫板、辙叉的两端垫板3部分进行设计改造。现场应用表明,道岔改造后可保证道岔框架稳定,几何尺寸达标,联结零件紧固,轨道结构均衡,有效解决了道岔零部件病害所引起的基本轨纵横向位移、轨向变化、轨距扩张等问题,减少了养护维修工作量,确保行车安全。     

一款新型非对称轨道减振扣件的设计

介绍了一种钢轨内外侧结构非对称设计的新型轨道减振扣件.该扣件由承轨板、橡胶圈和底座三部份组成.其中,承轨板用于安装固定钢轨,底座通过锚固螺栓固定在道床上,橡胶圈将承轨板和底座通过粘接硫化成一个整体.该设计的显著特点是在轨道的横向采取非对称结构,以提高轨道的横向稳定性.对该扣件进行有限元分析计算及静刚度试验,结果表明,减振扣件的垂向刚度与横向刚度达到和谐的统一,既保证轨道安全又能提高扣件的减振性能.     

基于车辆-轨道单元的无砟轨道动力特性有限元分析

根据CRTSⅡ型无砟轨道系统结构特点,建立列车-轨道-路基耦合系统动力分析模型,提出一种包含钢轨、扣件、轨下垫板、预制轨道板、CA砂浆层、混凝土支承层及路基的无砟轨道单元,并推导该单元刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵。运用Lagrange方程建立高速列车通过时无砟轨道动力特性分析的有限元数值方程。结合实例,研究无砟轨道轨下垫板、CA砂浆层、路基等结构参数对轨道振动的影响,并对有砟轨道与无砟轨道连接段动力特性进行分析,分析时考虑列车速度、轨道基础刚度等影响因素。计算结果表明:无砟轨道结构参数合理取值与刚度合理匹配可显著提高轨道整体工作性能;连接段轨道基础刚度变化对钢轨垂向加速度和轮轨作用力均有影响,其影响随列车速度提高而增大;连接段采取轨道刚度渐变过渡措施,可明显降低车辆-轨道结构冲击振动,有效改善行车品质。     

采用冷挤压预应力技术 攻克钢轨端部螺栓孔断裂问题

钢轨端部螺栓孔断裂是导致列车脱轨的一个最主要安全隐患,也是钢轨没到期就更换钢轨和被迫限速的一个原因,同样是钢轨检查和维护成本的一个重要因素。对螺栓孔施加预应力,在这些孔周围引入残余压力可以解决这个问题。由美国疲劳技术股份有限公司(FTI)研发的螺栓孔处理过程-开缝衬套冷挤压工艺,已经广泛应用于航空领域,从本质上解决了螺栓孔的疲劳断裂问题。美国运输部和英国铁路研究院通过大量的测试和现场评估肯定了这一技术对减少或防止疲劳断裂的有效性。由于延长了轨     

钢轨接头病害的成因分析和整治措施

钢轨接头夹板的强度、刚度的不足会造成钢轨接头结构薄弱,而接头养护维修工作中,接头螺栓扭矩不足、接头轨枕扣件不密靠等因素,加大了轨道结构的不连续性。钢轨接头结构上的不平顺主要是接头轨缝,轨缝愈大,台阶愈大,折角愈大,轮轨间的冲击愈大。轨面在接头区的不均匀磨耗是轨面不平顺的另一种形式。钢轨接头在结构上的不连续和轨面不平顺是接头病害的成因。加强轨缝和接头部位零部件的养护,保持合理的轨缝值,定期检查螺栓扭矩和扣件,进行起道捣固作业,整治道床板结和翻浆,轨面打磨和焊朴整修、改善轨下垫层弹性等综合整治措施,能够有效控制接头病害的产生和发展。     

国内外弹性轨枕的研究与应用

铺设弹性轨枕是减少有砟轨道结构道床养护维修工作量的一项重要技术措施,国内外均对此开展了大量研究工作。国内外研究现状的总结分析表明:弹性轨枕对于轨道的刚度均匀化、减少道床应力、减轻道床及下部基础的冲击效应具有一定的效果,但铺设弹性轨枕的线路存在轨枕横向阻力降低、钢轨和轨枕振动加速度增大、道床不稳定、线路噪声增加等问题;设计时枕下弹性垫板刚度应与轨道结构的整体受力统一考虑,硬的轨下垫板与非常软的枕下弹性垫板组合使用可能会导致轨枕出现裂纹,软的轨下垫板与硬的枕下弹性垫板组合为较合理的配置方式。总体来看,弹性轨枕对于改善整个轨道结构弹性是有利的,可在下部基础刚度较大的特殊区段使用。     

重载铁路道岔的垫板制造工艺研究

垫板作为道岔结构的关键组成部分,主要固定钢轨件及高锰钢叉心的位置,并且承受车轮传递给钢轨的压力。由于设置位置及构造要求不同,垫板有许多种类。文章分析了30 t轴重重载铁路道岔垫板及零件的结构特点、制造工艺。根据传统垫板的特点,研究开发了专用重载道岔的垫板工装、组焊胎型。针对30 t轴重的重载轨道结构以及一些关键参数对重载轨道结构动力的影响规律,通过对垫板总长度、宽度、厚度极限偏差的确定,垫板底面平面度、机加工表面粗糙度、承轨槽平面度的确定,经现场试制、试铺和审核,研制设计出高品质的道岔垫板。为进一步提高垫板加工精度,通过优化垫板胎型的结构,提高垫板组焊胎的精度,使之完全达到行业技术标准,现已推广使用。     

预防性钢轨打磨的主要效果

尽管轨道机构及其部件和轨道养护设备都得到了显著的改进．还是出现了一些新情况，尤其是钢轨。例如，现有钢轨磨耗减少但并不能完全避免轮／轨踏面裂纹的形成。用超声波探测新近形成的”压溃（squat）”损伤的效果还有限。压溃，也叫”黑斑”．是在同时运行快速列车（160～200km／h）和重载低速列车的轨道区段．钢轨走行表面显现的进行性裂纹。在其最后阶段．发展成为将最终导致钢轨断裂的横向裂纹。[第一段]     

铁路客运专线无碴轨道扣件探讨

研究目的研究无碴轨道扣件结构型式和关键技术,提出我国客运专线扣件技术发展思路和具体设计建议。研究方法结合遂渝铁路无碴轨道综合试验段扣件试验成果和我国客运专线线路和运营条件,总结分析国内外铁路无碴轨道扣件结构型式和技术特点。研究结果提出了无碴轨道宜优先采用带铁垫板的分开式、弹条有螺栓扣压钢轨和铁垫板、单层或双层弹性垫层、轨下基础不设挡肩扣件的建议。研究结论影响无碴轨道扣件设计的主要因素是合理刚度、绝缘性能和钢轨高低、轨距调整能力,可按节点静刚度25~50kN/mm,钢轨高低调整量不小于30mm,轨距调整量-10~ 10mm,道床电阻不小于3Ω·km进行扣件设计。同时在坚持自主创新的原则下,应积极引进Vossloh和Pandrol等扣件先进技术,促进我国铁路技术发展。     

提高螺栓连接轨道的安全性和延长其疲劳寿命

目前运营中的网轨大部分有螺栓接头，由于在钢轨端部的螺孔周围产生应力集中，螺栓接头处出现疲劳现象，采用开缝式衬套对栓孔进行冷胀，可使疲劳得到缓解，改善轨道的安全性和延长疲劳寿命，获得经济效益。     

钢轨闪光焊焊缝断裂原因分析

某运营线路一钢轨闪光焊焊缝发生全断面断裂,通过宏观、微观形貌观察,微区成分分析,金相组织、化学成分及低倍检验,分析钢轨闪光焊焊缝的断裂性质及断裂原因。分析结果表明:钢轨焊缝断裂性质为折叠裂纹导致的横向脆性断裂,在钢轨焊缝区域轨腰和轨底之间过渡圆弧部位的焊接推凸飞边根部形成的类似折叠裂纹缺陷导致疲劳裂纹的萌生,进而发展为横向脆性断裂。建议钢轨闪光焊焊接时尽量减小焊接推凸区厚度并避免在焊接推凸飞边根部形成类似折叠裂纹缺陷,防止焊缝发生横向脆性断裂。     

城市轨道交通工程地铁钢轨轨底坡调整技术研究

城市轨道交通工程中,钢轨不均匀磨耗的原因之一是轨底坡不满足设计要求。根据重庆轨道交通1号线现场测量的轨底坡数据,通过调整轨下垫板或扣件板下垫板的方式,对轨底坡测量数据不满足要求的地段进行调整,使轨道几何尺寸得到了有效控制,列车轮对与轨面的关系得到了改善。结论如下:轨底坡的正确设置,可减少钢轨不均匀磨耗,提高车辆轮对与钢轨的使用寿命,减少养护维修费用。     

延长大秦重载铁路钢轨使用寿命措施的研究

对大秦重载铁路钢轨伤损的调查和分析表明,钢轨及焊接接头伤损加大了线路养护和维修工作量,缩短了钢轨大修换轨周期。提出设置欠超高、科学润滑、采用热处理轨、提高轨道弹性、改善轨道平顺性、提高钢轨强韧性和纯净性、采用焊后热处理、研制新钢种、提高钢轨性能、采用新型热塑性弹性体垫板、加强钢轨打磨、及时治理钢轨不平顺和接触疲劳伤损等延长钢轨使用寿命的技术措施,现场应用效果良好。     

高速铁路CRTSⅢ型先张法预应力混凝土轨道板平面度演化规律

选取单侧承轨面中央翘曲量分别为-1.0～-0.5 mm,-0.5～0 mm,0～0.5 mm和0.5～1.0 mm的CRTSⅢ型双向先张法预应力混凝土轨道板各8块,分别在脱模后3,15,30,60,90,120,150,180 d进行轨道板平面度检测。结果表明:随着时间增长具有不同初始平面度轨道板的中部均呈上拱趋势;同一轨道板两侧承轨面中央翘曲量变化规律及量值基本相当;脱模30 d内单侧承轨面中央翘曲量增长较快,而后增长减缓,90 d左右趋于稳定;脱模3 d单侧承轨面中央翘曲量越小,轨道板平面度越快趋于稳定;相同条件下生产的各类轨道板从脱模3 d至180 d单侧承轨面中央翘曲量平均值增量基本相当。为便于轨道板和钢轨精调,建议水养前、后单侧承轨面中央翘曲量分别按-1.0～-0.5 mm,-1.0～0 mm控制。     

某线震后轨道设计方案研究

2022年1月8日门源发生6.9级地震,造成某线隧道二衬坍塌、桥梁梁体移位、接触网脱落等基础、设备严重损坏,并伴随钢轨折断、扣件脱落、道床倾斜等轨道震害,是我国高速铁路首次遭遇的强震作用下严重受灾事件。结合震后预测余滑变形量水平150～300 mm,垂向100 mm条件下,在设防区段提出一种“三孔连体套管承轨台可调式WJ-8型扣件+长枕埋入式单层道床预留切割孔”新型大调整量无砟轨道结构方案。其中,三孔连体套管承轨台可调式WJ-8型扣件在既有WJ-8型扣件基础上通过增设铁承轨台、调距块和三联套管等部件可满足单股钢轨左右位置调整量达152 mm,长枕埋入式单层道床中预留切割孔,便于在基础变形超出扣件调整范围后切割纠偏;通过对余滑变形后线路拟合获得拨距包络图,确定了大调整量无砟轨道铺设范围。     

大秦铁路重车线U78CrV钢轨锈蚀断裂原因分析

针对大秦铁路重车线U78CrV钢轨锈蚀断裂的问题,分析了钢轨锈蚀的原因,然后对不同材质钢轨的耐蚀及抗断裂性能进行试验研究,对钢轨断裂原因进行了探讨。试验结果表明:隧道漏水会导致局部钢轨轨底锈蚀;冬季使用含有Cl-的防冻液则会加剧钢轨的锈蚀;曾出现过断轨的U78CrV钢轨和其他材质钢轨相比有着相对较差的耐应力腐蚀性能及抗断裂性能;钢轨轨底在环境因素的影响下发生锈蚀并形成锈蚀坑,在钢轨内部拉应力(温度应力及残余应力)以及大轴重列车通过钢轨时产生的动弯曲应力的作用下,轨底锈蚀坑会成为应力集中点而形成裂纹源,当钢轨材质抗断裂性能不足时裂纹扩展较快,最终导致断裂。     

U75V钢轨锯切断裂原因分析

针对从U75V钢轨顶面垂直锯轨至接近轨底处时,轨腰下部及轨底出现垂直断裂的现象,通过对锯切断裂钢轨断口进行宏观观察、微观扫描和金相组织检验,并采用有限元仿真方法对钢轨锯切过程中和采取不同支垫方式的受力进行分析,研究钢轨锯切断裂产生的原因并提出预防措施。结果表明:裂纹起源于钢轨轨腰三角区、夹角为45°锯切休止痕的中间位置;因支垫方式不当,锯切到断口位置时,由重力作用引起的锯口局部区域应力值大于钢轨的拉伸强度,锯口表面裂纹尖端应力强度因子(57~140 MPa·m~(1/2))远大于钢轨母材的断裂韧性(36.6 MPa·m~(1/2)),导致钢轨瞬时开裂;通过在钢轨重心位置处进行支垫的方式可消除重力引起的钢轨变形,有效避免锯切时的断裂现象。     

75kg/m钢轨接头预留轨缝与接头热应力场分析

近期某干线铁路区间钢轨接头联结零件出现大量损坏的情况,为进一步探究故障原因,以线路普通接头为研究对象,以十余年轨温数据为基础,计算铺轨作业时预留轨缝、钢轨伸缩量,并且分析其在日常环境下的温度场分布及温度效应。依据轨道真实结构建立75 kg/m钢轨接头联结零件有限元温度场模型,分析不同工况下温度云图,并总结其分布规律。研究发现:该地区15 a内,各月预留轨缝平均值相差不大;对于普通钢轨接头,在螺栓中部、钢轨扣压部分、鱼尾板螺栓孔位置产生应力集中;受螺栓预紧力影响,钢轨接头应力集中点最大点在螺栓中部,且受预紧力影响较大;接头联结螺栓预紧力对钢轨温度应力影响比扣件更为明显;这些研究成果为今后养护维修工作提供理论支持。