重载铁路线路加固体系车线动力分析
重载铁路线路的若干方面分析
重载铁路线路的若干方面分析由于重载铁路的特殊用途,这就直接决定了重载铁路结构部件的损害程度在相同时间内要高于普通铁路,所以对于重载铁路线路病害的治理、维修和养护对于降低维护成本、保障重载铁路安全运营等方面而言意义重大。
随着火车批次的不断增加,会对重载铁路的轨道产生极大的冲击,可以出现铁轨磨损、几何尺寸改变、路基变形等问题。
本文浅析了重载铁路线路进行综合整治的意义,针对重载铁路路线的病害原因,提出了相应的解决措施。
一、重载铁路线路综合整治的意义1.1.可以保障重载铁路线路的安全运行通过对重载铁路线路进行病害治理、维修和养护,可以保障火车行驶的安全性,进而保证整个铁路网络系统的顺利调动和运营,提升货物运输的效率。
由于重载铁路对于带动国家经济增长具有不可磨灭的贡献作用,所以近年来,相关铁路维护部门引起了对于重载铁路线路病害研究与分析的足够重视,投入大量的资金进行技术改进和铁轨治理。
只有保障重载铁路线路的安全性使用,才有可能降低重载铁路线路的维护成本,提升维护投入资金的使用效率和使用质量。
1.2.可以延长重载铁路线路的使用寿命加强对于重载铁路线路病害治理、维修和养护,有利于减少自然因素以及钢轨列车对于铁轨的病害程度,进而延长重载铁路线路的使用寿命。
由于重载铁路线路的双轨在大负荷、周期性的运行下,会大大加剧轨道病害的损害程度,进而直接影响重载铁路线路的使用寿命。
对于重载铁路而言,由于无法准确判断铁轨的受损状况与设计寿命之间的具体联系,需要在日常工作中加强对于重载铁路线路的检查与数据记录,进而得到病害损害与重载铁路线路使用年限的普遍性规律,为后续的铁路项目建设提供重要的参考价值。
1.3.可以提高重载铁路线路的维护技术重载铁路线路只要是由铁路道床、铁轨及其连接头、轨枕、电线等部分组成,如果单独进行治理,则会大大降低重载铁路线路的病害预防和治理效率,需要采用综合的方式,加强整个重载铁路线路的病害治理、维修和养护,进而在不断处理病害机理分析和病害治理的过程中,推动铁路维护技术的发展。
辅助钢梁加固重载铁路桥梁的动力响应分析
既 有 重 载 铁路 混凝 土 简 支 双 T 桥 梁 已 不 能 满 足 现 在 重 载 运 输 的 要 求 , 故对既 摘 要 : — —辅 助 钢 梁 加 固 法. 有 重 载 铁路桥 梁 提 出 一 种 加 固 方 法 — 采 用 列 车 -轨 道 -桥 梁 系 统 的 时 变 动 力 分析 理论 , 建 立列车 -轨道 -桥 梁系 统 的 空 间 振动分析 模 型 . 本文 计算 了 桥 梁加 固 前 后 的 动 力 响 应 和加 固 后不 同速度 条 件 下 桥 梁 的 动 力 响 应 , 将 计算 结果与 现 场 实 车 试验 作 了 对 比 . 计算 及 试验结果 表 明 , 采用 辅助 钢 梁加 固 法能 同时 显 著 提 高 混凝土 双 T 梁 的 横 向 和 竖 向 刚 度. 因此 该 加 固 方法 是 合理 可 行 的 . 关键词 : 重 载 铁路 ; 简支双 T 梁; 辅助 钢 梁加 固 ; 动力响应 中图分类号 : U 4 4 1. 2 文献标识码 : A
: b s t r a c t T h e e x i s t i n h e a v h a u l r a i l w a c o n c r e t e s i m l s u o r t e d d o u b l e t e b e a m b r i d e s c a n A - -T - g y y p y p p y p g , n o t m e e t t h e r e u i r e m e n t s o f h e a v h a u l t r a n s o r t . S o a s t r e n t h e n i n m e t h o d o f b o n d i n a s s i s t e d s t e e l q y p g g g f o r t h e e x i s t i n h e a v h a u l r a i l w a b r i d e s w a s u t f o r w a r d .U s i n t h e t h e o r o f t r a i n t r a c k b r i d e b e a m s - - - p g y y g g y g t i m e v a r i n s s t e m, t h e s a t i a l d n a m i c a n a l s i s m o d e l o f t r a i n t r a c k b r i d e s s t e m w a s s e t u n d - - - y g y p y y g y p.A b a s e d o n t h e e x i s t i n h e a v h a u l r a i l w a c o n c r e t e s i m l s u o r t e d d o u b l e t e b e a m b r i d e a n d - -T - g y y p y p p y p g , , s t r e n t h e n i n m e t h o d t h e d n a m i c r e s o n s e w a s a n a l z e d t h e d n a m i c r e s o n s e o f b r i d e s a t d i f f e r e n t g g y p y y p g , r e i n f o r c e m e n t s w a s c a l c u l a t e d . C o m a r i n t h e r e a l v e h i c l e t e s t i n d a t a w i t h t h e c a l c u l a t i o n r e s u l t s i t s e e d p g g p h a s b e e n s h o w n t h a t t h e s t r e n t h e n i n m e t h o d o f b o n d i n a s s i s t e d s t e e l b e a m s c a n i m r o v e t h e l a t e r a l a n d g g g p , v e r t i c a l s t i f f n e s s o f t h e c o n c r e t e s i m l s u o r t e d d o u b l e t e b e a m b r i d e .T h e r e f o r e t h e s t r e n t h e -T - - p y p p y p g g n i n m e t h o d i s f e a s i b l e a n d r e a s o n a b l e . g : ; ;s K e w o r d sh e a v h a u l r a i l w a i m l d o u b l e i r d e r t r e n t h e n i n o f b o n d i n a s s i s t e d s t e e l - -T y y s p y g g g g y ; b e a m s d n a m i c r e s o n s e y p
重载铁路顶进线路加固技术
重 载 铁 路 顶 进 线路 加 固 技术
汪 甜
30 2 ) 0 22 ( 中铁 六 局 集 团 天 津 铁 建 公 司 , 津 天
摘要 : 年 来 , 国公路 、 近 我 铁路 不 断发展 , 路 、 铁 公路 的 改造往 往 需要 增 减或 扩 建 涵洞 或 立 交 框构, 项进 施 工便 成 了这些 工程 的首选 方案 。结 合 大秦线 K 3 0 2 5杨雁 路 地道 桥 工程 同时 3 7+ 0 . 下 穿大秦 线上 行 、 下行 两股线 的 工程 实践 , 绍 了采 用限速 4 m/ 介 5k h铁路 框 架 顶进 线路 加 固施 工 方法 。为 以后 在 同样 条件 下 的地 道桥 施 工积 累经验 。 关键 词 : 重载铁路 ; 大秦 线 ; 顶进 ; 线路 加 固技 术
作 者简 介 : 甜 汪 男 18 出生 9 3年 工 程 师
第 3期
汪甜 : 载铁 路顶 进 线路 加 固技术 重
4 1
用 常用 的线路 加 固安全 检 算法 进行 计 算 , 终 确 定加 固形 式 和 横 梁 布设 方 案 。此 种 线 路 加 固形 式 是 : 最 枕 木上铺 设 与线 路平 行 的扣 轨 , 木下 加 工字 钢横 梁 , u型螺 栓联 结形 成平 面 网格状 结 构 , 路加 固施 工 枕 以 线 平 面图见 图 1 使 线路 加 固体 系 的刚度 增 大 , , 以提高 施工 及行 车 的安 全 系数 。
行 车安全 的线 路加 固方 法 。
2 加 固特 点
采用 浇筑 支撑 桩 、 防护桩 、 移桩 , 抗 对桥 体外侧 路 基注 浆 加 固的线 路 加 固体 系 可 以满足 大 秦重 载线 路 施工 慢行 限制 速度 4 m h通 过 , 5k / 同时将 横 梁间距 改 为 0 8i, 有 效 提 高线 路 加 固体 系 的整 体 刚度 , . 可 n 减 少对 既有 线行 车 的影 响 J 。 保 留部分 既有 混凝 土枕 , 保持 线路 轨距 及 水 平 , 高 线路 稳 定 系 数 ; 车 以 4 m h的速 度通 过 时 , 提 列 5k / 有效 控制 车辆 的脱 轨系 数 ; 既有 线路 的扰 动 小 , 道 床 及 轨道 的 刚度 损失 减 小 , 证 了线 路 的稳 定 , 对 使 保 线 路加 固体 系拆 除方便 , 少 了 因拆 除 引起 的线路不 稳定 , 路恢 复 的时 间短 , 量高 _ 。 减 线 质 2 ] 大秦 重载 线路 顶进 桥 涵 上 既 有 线 路 限 速 4 m h 5k / 。顶 进 桥 涵 顶 面 与 既有 轨 底 有 足 够 的 空 间 ( 至少
浅谈大秦铁路重载条件下桥梁加固措施
741
2.4 初步原因分析
经过现场调查和初步分析,桥梁发生较大振动的原因主要有以下几点: ⑴ 列车密度和牵引数量的增加,加大了活载对桥梁的冲击频率和次数。按年运量 2.5 亿吨、考虑开 行万吨、两万吨及其他编组概率相同计算,每天通过桥梁的车辆约有 9780 辆左右,也就是说每天对每孔 梁加载 6500 次左右。 ⑵ 大秦线仍然存在较多的 C62+C64 货车编组及转 8A 型转向架的货车,对桥梁冲击偏大。 ⑶ 桥梁梁体横向刚度偏弱,腹板最小厚度只有 160-240mm。 ⑷ “T”型分片式梁体横隔板强度不足。设计过程中,横隔板的构造本来就是一个薄弱的环节,再 加上对大秦线运量快速发展未予充分考虑,横隔板没有任何加强,现场有部分桥梁的横隔板混凝土脱落的 情况很多,角钢与钢板开焊情况也不少见。 ⑸ 列车轮对的蛇行运动造成车辆的左右摆动,当列车编组较长(超过约 100 辆)时,编在尾部一定 范围内的车辆的横向摆动(鞭振)也会很大,当列车摆动频率与桥梁自振频率成比例关系时,对梁体或梁 跨结构形成激振。
列车类型
C62+C64 四千吨 C62+C64 两万 C62+C64 六千吨 C62+C64 四千吨 C62+C64 万吨
C70 万吨 C62+C64 万吨 C62+C64 万吨 C62+C64 万吨 C62+C64 万吨 C62+C64 四千吨 C62+C64 三千吨 C62+C64 四千吨 C62+C64 三千吨
2 病害原因分析
2.1 桥梁检测安排
根据现场调查情况,选取了不同定型图号、不同使用环境具有代表性的桥梁 8 座,具体情况如下: 表 1 大秦线检测桥梁表
序号 1
探讨重载铁路的运输组织及线路加强模式
铁 道 工 程 学 报 JOURNA L O F RA I LWAY ENG I NEER I NG SOCIETY
O ct 2006 NO. 7( Ser . 97)
文章编号: 1006- 2106( 2006) 07- 0021- 03
探讨重载铁路的运输组织及线路加强模式
D iscussion on M odes of H eavy H aul Transport Organization and Rail w ay Track Improvem ent
SU Yong ( The Th ird Survey and Design Inst itute o f China Ra il w ay, T ianjin 300142 , Ch in a) Abstract : R esearch purposes : The analysis and discussion are m ade of the t wo i m po rtant issues of heavy hau l rail w ay , nam e ly the transportation organ ization and the ex ist ing ra ilw ay i m provem en, t in order to summ arize th e comm on m ode ava ilab le for the current dom estic cond itions and prov id e effective and practicable plans . R esearch m ethod s : T he comm on features are presented and severa l possib le m odes are offered for heavy hau l transportation and track i m provem ent based on the exam ples o f Datong- Q inhuangdao Ra ilw ay and Be itongpu R ail w ay. R esearch resu lts : According to the heavy hau l ra il w ay s transporting characteristics that the transported goodsm ain ly is coa,l all the links of lo ad ing, transportation , un lo ad ing, em pty car backing and the m anagem ent of lo com o tives sha ll be pa id a ttention to in transportation o rgan ization . T he ra i, l subgrade , bridge and culverts shou ld be i m proved to track . R esearch conclusion s : In acco rdance w ith different transport features o f heavy haul rail w ay , the d ifferent transport m odes are proposed, that is , haul load should be up to 5 000 tons, 10 000 tons and 20 000 tons . T he circu lating transport m ethod of un lo ad ing w agon tip per d irect ly should be adopted to sho rten the m arshallin g and decom posin g t i me . The arrival and departure tracks in techn ica l station and inter m ediate station shou ld be long enough to m eet requirem en ts of heavy hau l train s ; and the separated lin e shou ld be used for passenger and freight tra in s respective ly. F or m provem ent of track, jointless tracks and h ig h strength and qua lity sleepers and stee l rails should be adopted i , and
万吨重载列车铁路线路加固方案
3 横 向 工 宇 钢 受 力 计 算 3 1 最 不 利 荷 载 分 析 .
车 , 其 年 运输 能力 由 2 0 使 0 4年 的 1 2亿 t 到 2 0 . 达 05 年 的 2 5亿 t 万 吨 列 车 即 是 每 列 标 准 编 挂 1 3节 , . 。 0 每
j
高度 5 5 的高 路基 , 路 基 填土全 部是 砂夹 卵 石 , .m 且 它 在 连 续 反 复 的动 荷 载 作 用 下 很 容 易 产 生 大 面 积 坍
塌 。
图1
施 工 过 程 中 为 防 止 两 股 线 路 同 时 跨 空 , 桥 体 当 顶人第 一 股线 路和 过第 ~股 线路 时 , 格 控制 前端 严 的 掘 进 长 度 。 第 一 股 线 路 全 部 在 桥 上 时 , 端 的 开 当 前
行 了 重 新 计 算 和 布 置 , 本 桥 施 工 中 取 得 了 良 好 的 在 使用效 果 。 1 万 吨 重 载 列 车 的特 点
线 路 加 固 体 系 中 横 向 工 字 钢 作 为 主 要 的 受 力 构
件 , 是 以 简 支 梁 的 形 式 受 力 。 全 部 的 顶 进 过 程 中 它 在 有 三 种 典 型 的 形 式 。 如 图 1 。
中 图 分 类 号 : 2 2 3 4 U 1.3 文献 标识码 : A 文 章 编 号 :O 7 6 2 (0 0 1 一 O 1 一 O 1 0— 9 1 2 1 ) 4 18 3
大 秦 铁 路 根 据 煤 炭 运 输 的需 要 编 挂 万 吨 重 载 列
荷 载 分 布 开 以减 少 对 路 基 的 振 动 幅 度 , 好 地 保 证 更 路 基 稳 定 , 路 不 发 生 超 规 范 的 变 形 对 此 , 工 字 线 在 钢 抬 梁 + 扣 轨 的 支 撑 体 系 中 , 虑 加 固体 系 的 承 载 考 稳 定 性 、 全 性 后 对 加 固 模 式 及 选 材 上 做 了 重 点 修 安 正 : 横 向 工 字 钢 选 择 一 提 高 工 字 钢 等 级 , 小 横 向 ① 减
重载铁路设计规范
排水系统主要 包括污水、废 水及雨水的排 放,需合理规 划排水路径, 确保排水顺畅。
给水及排水系 统应具备安全、 可靠、环保及 易于维护的特 点,以满足铁 路运营的需求。
在设计给水及 排水系统时, 应充分考虑当 地的气候、地 形及水文条件, 合理利用自然 条件,减少能
耗。
通信及信号
重载铁路需要建立完善的通信系统,以确保列车运行的安全和效率。
设计速度
重载铁路设计标准 中规定的设计速度 是指列车在铁路线 路上行驶的最大速 度。
设计速度的确定需 要考虑线路的平纵 断面、曲线半径、 地质条件、环境因 素等多种因素。
根据不同的运输需 求和线路条件,重 载铁路的设计速度 会有所不同,一般 在80-120公里/小 时之间。
设计速度是重载铁 路设计中的重要参 数,它不仅影响线 路的工程规模和投 资,还关系到运营 安全和运输效率。
的安全运行。
线路坡度设计标 准:根据列车牵 引力、制动能力 和安全运行要求 进行设计,确保 列车在不同坡度 段的稳定运行。
轨道结构
重载铁路的轨道结构应 满足大轴重、高运量的 要求,采用重型钢轨和 长轨枕,并加强轨道结 构的强度和稳定性。
重载铁路的轨道结构应具 备足够的横向和纵向阻力, 以保持轨道的几何尺寸和 稳定性,减少养护维修工 作量。
线路平面及纵断面
线路平面设计标 准:根据地形、 地质、气候等条 件进行设计,确 保线路的平顺性
和安全性。
纵断面设计标准: 根据运输需求、 地形变化和地质 条件等因素进行 设计,确保坡度、 隧道和桥梁等结 构的合理性和经
济性。
曲线半径设计标 准:根据列车速 度、车辆轴重和 行驶稳定性等要 求进行设计,确 保列车在曲线段
节能减排措施
大轴重双线铁路路基结构动力学分析
[4] 中铁上海设计院集团有限公司.宁启铁路南京至南通段复线电气化改造工程设计[Z].上海:中铁上海设计院集团有限公司,2009.[5] 铁道第四勘察设计院.站场及枢纽[M].北京:中国铁道出版社,2004.[6] 上海铁路局.上铁工函[2012]1162号关于变更车站到发线设计轨枕类型的函[Z].上海:上海铁路局,2012.[7] 谷爱军,范俊杰.轨道结构上隔振垫层的性能分析[J].北方交通大学学报,2003(8):2730.[8] 张雷,翟婉明,王其昌.弹性轨枕有砟轨道动力响应分析[J].铁道标准设计,2005(5):58.[9] 练松良.轨道动力学[M].上海:同济大学出版社,2003.[10]中华人民共和国铁道部.TB10015 2012铁路无缝线路设计规范[S].北京:中国铁道出版社,2013.[11]中华人民共和国铁道部.TB10082 2005铁路轨道设计规范[S].北京:中国铁道出版社,2005.[12]王午生.铁路线路工程[M].上海:上海科学技术出版社,1999.[13]李再帷,练松良,李秋玲.城市轨道交通轨道不平顺谱分析[J].华东交通大学学报,2011(10):8387.[14]杨文忠,练松良,刘洋.轨道不平顺功率谱拟合分析方法[J].同济大学学报(自然科学版),(2006)(3):363367.[15]朱剑月,练松良.高速铁路有砟轨道结构动力特性分析研究[J].中国铁道科学,2007(3):132135.收稿日期:20170413;修回日期:20170428作者简介:尹紫红(1971 ),男,湖南邵东人,副教授,博士,硕士生导师,研究方向为道路与铁道工程,E⁃mail:71yzh@㊂第62卷 第2期2018年2月铁道标准设计RAILWAY STANDARD DESIGNVol.62 No.2Feb.2018文章编号:10042954(2018)02003905大轴重双线铁路路基结构动力学分析尹紫红,赵丰年,高 雪(西南交通大学土木工程学院,成都 610031)摘 要:随着物资流动要求的提高,重载铁路因其良好的运输能力被社会所青睐,然而用地矛盾限制了线间距的大小,为分析不同线间距对大轴重作用下路基结构的动力响应,借助轨道-路基模型,研究不同轴重㊁线间距和基床弹性模量下,路基结构的荷载传递规律和动应力分布情况㊂结果表明:(1)双线铁路线路中心线处基床结构动应力沿深度方向先对数增长,后线性减小;(2)动应力峰值主要与线间距和轴重有关,峰值位置深度主要与线间距有关而与轴重无关;(3)线间距小于4.4m 时,线路中心线处路基本体动应力大于轨道中心线处,对于线间距小于4.4m 的路基结构设计时应考虑线路中心线处动应力值;(4)基床表层弹性模量的衰减作用较小㊂关键词:重载铁路;双线铁路路基;大轴重;线间距;动力响应中图分类号:U213.1 文献标识码:A DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.201704130003Dynamic Analysis of Subgrade Structure on Double⁃trackRailway of Heavy Axial LoadYING Zi⁃hong,ZHAO Feng⁃nian,GAO Xue(School of Civil Engineering,Southwest Jiaotong University,Chengdu 610031,China)Abstract :With rapid development of economy,the heavy haul railway is favored by the society because of its good transportation ability.However,the line spacing is limited by the contradiction in land utilization.In order to analyze the influence of different line spacing on the dynamic response of the subgrade structure subject to large axle load,load transfer law and dynamic stress distribution of thesubgrade structure are studied under different axle loads,line spacing and bed modulus.The conclusions show that:(1)The dynamic stress of the bed structure in the midline of the double line railway line is increased logarithmically first and then decreased linearly in the depth direction.(2)The dynamic stress peak is mainly related to the line spacing and the axle load,and the position of the peak in the depth direction is mainly related to the line spacing and independent of the axle load.When line spacing isincreased by 0.2m each time,the dynamic stress peak is reduced by 4.8kPa and the position of thepeak in the depth direction is increased by0.15m.(3)When the line spacing is less than 4.4m,the dynamic stress of the subgrade body atthe midline of the line spacing is greater than that at the midline of the line.When line spacing is less than4.4m,the roadbed structure design should take into account the dynamic stress value at the midline of the line spacing.(4)The attenuation of the elastic modulus of the bed surface is smaller.Key words:Heavy haul railway;Double⁃track railway subgrade;Heavy axial load;Line spacing; Dynamic response1 概述经济发展,交通先行㊂交通运输是保证经济稳增长的前提,在推进实施 三大战略”中起着引领性作用㊂近年来,地域间经济和社会的发展呈现出差异扩大化趋势,资源的地域矛盾越发突出,快速实现物资的空间移动成为解决矛盾的关键㊂重载铁路因其高效的运输效率㊁良好的经济效益而被幅员辽阔的国家广泛采用㊂山西中南部铁路通道的建设运营是重载铁路的里程碑,它标志着我国重载铁路所需理论和技术的成熟,并能将其运用在具体工程实践中[1]㊂ 一带一路”作为国家 三大战略”之一,其中的 丝绸之路经济带”沿线有着丰富的自然资源㊁矿产资源㊁能源资源㊁土地资源和宝贵的旅游资源[2],但由于交通条件的限制,经济发展水平与两端的经济圈存在巨大差异,故建设通往欧洲的重载货运走廊就显得尤为迫切㊂重载铁路荷载作用具有大轴重㊁高频次㊁重复等特点,为保证列车的平稳运行,学者们研究分析作为承受这部分动荷载的路基在满足承载力和变形的要求上就显得极为重要㊂如:董亮[3]根据建立的单线三维有限元模型分析了动应力沿路基纵向㊁横向及深度方向的变化;郭抗美[4]根据弹性理论建立单线轨道-路基三维有限元模型,分析不同荷载水平和基床结构形式下路基动应力分布和衰减规律;肖世伟[5]通过分析大秦线和九江线试验数据,验证了单线模型计算列车荷载产生的应力是合适的,同时也验证了相邻转向架共同作用计算动应力是合理的㊂然而学者们大多采用单线铁路进行路基受力变形研究,对双线并行重载铁路的研究鲜有涉及,尤其是线间距对路基受力影响方面㊂因此掌握并行线路中心线处路基力学传递规律和动应力影响范围,是对并行线路线间距设计的先决条件㊂本文借助于轨道-路基一体化模型,针对线间距㊁基床表层弹性模量和轴重因素,分析重载作用下线间路基动力响应和力学传递规律,为不同轴重下双线并行重载铁路线间距㊁填料设计研究提供技术支持和理论指导㊂2 三维有限元模型建立2.1 模型假设采用线弹性本构理论,建立基于广义胡克定律的轨道-路基三维有限元计算模型[6][7]㊂假定各层是连续的㊁完全弹性的㊁均匀的和各向同性的理想弹性体,各层的结合状况是连续的,不出现脱空现象[8]㊂轨道结构计算采用弹性点支承连续梁模型,不考虑轨道所受横向㊁纵向作用[911]㊂根据重载铁路扣件刚度设计规范,本文中扣件选用垂向单刚度为37.5kN/mm的双弹簧单元并联模拟[12]㊂2.2 荷载条件采用准静态计算方法,将列车静荷载经荷载系数换算后,如式(1),简化为集中荷载施加在轨道结构上,然后依次向下传递㊂车辆模型采用不同重载车型,车体长12m,轴重分别为30㊁35㊁40㊁45t,荷载作用模式及位置如图1所示㊂P d=P s(1+αυ)(1)式中 P d 动轴载,kN;P s 静轴载,kN;α 速度影响系数,货车取0.004;υ 行车速度,km/h,取120km/h㊂图1 车辆荷载分布位置2.3 模型尺寸及材料力学参数根据‘铁路路基设计规范“(TB10001 2016)㊁‘铁路路基极限状态法设计暂行规范“(Q/CR91272015)和‘重载铁路设计规范“(报批稿)等设计规范[13]㊂钢轨采用75kg/m轨,轨枕采用Ⅲ型混凝土轨枕并按1667根/km铺设,轨枕尺寸为2.6m×0.32m×0.22m,道床边坡坡度为1∶1.75,基床边坡坡度为1∶1.5,基床表层厚度为0.7m,基床底层厚度为2.3m[14],路基模型全长20.4m㊂基床表层选用A组填料或级配碎石,基床底层选用B组填料,路基本体选用C组填料[4]㊂模型各部分计算参数如表1所示㊂04铁道标准设计第62卷表1 三维有限元计算参数名称密度/(kg /m 3)厚度/cm弹性模量/MPa 泊松比轨枕2500223.6×1040.167道床2000503000.3基床表层195070150㊁180㊁200㊁250㊁3000.25基床底层180********.25路基本体1700400600.25线间距3.8㊁4.0㊁4.2㊁4.4㊁4.6m根据设定参数建立的三维有限元计算模型,如图2所示㊂该模型中X ㊁Z ㊁Y 轴方向分别表示线路横向㊁纵向及线路深度方向㊂沿线路纵向两端面边界设置为Z 向约束,X ㊁Y 方向自由,路基底部设置为三方向约束,路基边坡设置为自由[15]㊂图2 三维有限元计算模型3 路基动应力分析本文中建立的有限元计算模型设置有线间距㊁轴重㊁基床表层弹性模量3个变量,采用单一变量分析不同轴重下线路中心线处沿深度方向的应力传递规律,不同线间距对应力传递规律的影响及基床表层弹性模量因素在应力传递中的影响效果,评价各变量在路基动态响应中的影响程度,并针对不同影响程度提出改善措施㊂图3㊁图4分别为轴重35t㊁线间距4.2m㊁基床表层弹性模量180MPa 三维有限元纵㊁横向断面应力云图㊂图3 双线四轴加载纵断面应力云图3.1 模型假设30t 轴重下,在外侧轨轴载作用位置处(减少应力叠加的干扰),基床表面最大应力为76.03kPa,与文献[3]中的计算结果78.28kPa 相比,误差2.87%;基床底层动应力衰减57.63%,与文献[3]中衰减64.97%相比,误差11.29%㊂35t 轴重下,在外侧轨轴载作用图4 双线四轴加载横断面应力云图位置处,基床表层0.6m 深度处动应力65.68kPa,与文献[4]中的67.45kPa 相比,误差2.63%㊂通过对比分析,以上误差都在容许范围内,可以验证模型的准确性㊂3.2 不同轴重下路基动应力不同轴重下线路中心线处路基动应力与轨道中心线处路基动应力分别如表2㊁表3所示㊂在线间距为4.2m,基床表层弹性模量为180MPa 时,线路中心线基床表层处的动应力是轨道中心线处的22.43%,基床底层处为72.20%,路基本体处为108.53%㊂在线路中心线处,不同轴重下路基动应力峰值都出现在1.0m 深度处,且轴重与动应力峰值呈线性正相关,比例系数为1.31㊂深度小于1.0m 时,动应力叠加的速率基本呈对数增长,深度大于1.0m 时,动应力的衰减速率基本呈线性减小㊂线路中心线动应力沿深度方向衰减速率缓于轨道中心线,两者在1.864m 处达到相同的动应力幅值㊂随后,沿深度方向,同一深度处线路中心线应力幅值总是大于轨道中心线,如图5所示㊂轴重为30㊁35㊁40㊁45t 时,经道床和基床应力消散后,车辆荷载在线路中心线3m 深度处产生的动应力与路基自重应力之比分别为0.37㊁0.44㊁0.50㊁0.56,如图5所示㊂表2 不同轴重下线路中心线路基动应力轴重/t30354045基床表层(0m 深度处)/kPa 15.1717.7020.2322.76基床底层(0.7m 深度处)/kPa 38.3444.7351.1257.511m 深度处/kPa39.3445.8952.4559.00路基本体(3m 深度处)/kPa24.4728.5532.6336.70对数增长系数11.2013.0614.9316.80线性衰减系数7.999.3210.6511.98表3 不同轴重下轨道中心线路基动应力轴重/t30354045基床表层(0m 深度处)/kPa 67.6478.9290.19101.46基床底层(0.7m 深度处)/kPa 53.1161.9670.8279.671m 深度处/kPa48.5856.6764.7772.86路基本体(3m 深度处)/kPa22.5526.3030.0633.82线性衰减系数14.7717.2319.7022.1514第2期尹紫红,赵丰年,高 雪 大轴重双线铁路路基结构动力学分析图5 不同轴载作用路基应力分布3.3 不同线间距下路基动应力不同线间距下,轴重35t㊁基床表层弹性模量180MPa 的三维有限元动力计算结果如表4所示㊂线间距对线路中心线处路基动应力响应和传递规律影响明显,表4中数据经线性拟合后,线间距每增加0.2m,应力峰值减小4.8kPa,减小幅度在8.39%~11.52%,应力峰值深度位置增加0.15m,增加幅度在12.5%~21.43%㊂表4 不同线间距下线路中心线路基动应力线间距/m 3.84.04.24.44.6应力最大值/kPa 57.2151.2045.8941.6637.78位置深度/m 0.70.911.21.3对数增长系数13.3112.7813.0612.0211.60线性衰减系数12.2911.189.328.427.26图6所示为线路中心线处沿路基深度方向动应力分布㊂线间距3.8m 时,动应力线性衰减系数为12.29;线间距每增加0.2m,动应力线性衰减系数减少1.28;线间距4.6m 时,动应力线性衰减系数为7.26;线间距逐渐减小,路基动应力的衰减不断加快㊂图6 不同线间距下路基应力分布线间距对基床底层动应力在横向上的分布影响显著,如图7所示㊂线间距每减小0.2m,线路中心线处基床底层动应力增加5.71kPa㊂线间距越小,基床底层处线路中心线动应力越接近轨下动应力幅值,且由于轴载作用效果的叠加,内侧轨轨下动应力与外侧轨轨下动应力幅值差越大㊂图7 不同线间距下基床底层应力横向分布不同线间距下线路中心线处路基层动应力如表5所示㊂线间距3.8m 时,线路中心线处路基本体表面动应力损耗45.9%,削弱为30.95kPa;线间距4.0m 时,线路中心线处路基本体表面动应力损耗41.66%,削弱为29.75kPa;线间距4.2m 时,线路中心线处路基本体表面动应力损耗40.73%,削弱为28.52kPa;线间距4.4m 时,线路中心线处路基本体表面动应力损耗30.92%,削弱为27.3kPa;线间距4.6m 时,线路中心线处路基本体表面动应力损耗24.14%,削弱为26.11kPa㊂线间距增大时,基床底层的动应力随之减小,基床底层对动应力的损耗值和衰减效率也相应减小㊂表5 不同线间距下路基层动应力线间距/m3.84.04.24.44.6基床表层(0m 深度处)/kPa 27.8021.8417.7014.3211.00基床底层(0.7m 深度处)/kPa 57.2150.9948.1139.5234.42路基本体(3m 深度处)/kPa30.9529.7528.5227.3026.11图8 不同线间距下路基本体应力横向分布不同线间距对路基本体上的动应力横向分布影响程度不同,如图8所示,在线路中心线处影响显著㊂当线间距小于4.4m 时,线路中心线路基本体处出现动应力叠加,且线间距越小叠加效果越显著,线间距每减小0.2m,动应力叠加1.22kPa㊂当线间距大于4.4m24铁道标准设计第62卷时,线路中心线路基本体处叠加效果微弱㊂3.4 不同基床表层弹性模量下路基动应力基床弹性模量对线路中心线动应力的影响效果如图9所示㊂基床表层弹性模量每增加50MPa,动应力峰值增加0.38kPa,变化幅度在8‰左右,动应力峰值位置深度的变化幅度在10%以内,基床表层模量的变化对应力峰值深度的影响较小,对应力幅值的变化影响不明显㊂图9 不同基床表层模量下路基应力分布不同基床表层弹性模量下,线路中心线处动应力对数增长系数在12.3~14.8,线性衰减系数在9.3~9.8,如表6所示㊂表6 不同基床表层弹性模量下线路中心线动应力弹性模量/MPa150180200250300应力最大值/kPa45.6445.8946.0746.4446.79位置深度/m1.11110.9对数增长系数12.2513.0613.3313.8714.71线性衰减系数9.449.329.459.729.62路基结构层动应力随基床表层弹性模量的变化如表7所示㊂表7中数据经线性拟合后,基床表层弹性模量每增加50MPa,基床表层动应力减小0.67kPa,减小幅度在3.65%~4.12%,基床底层动应力增加0.60kPa,增加幅度在2.08%~2.27%,路基本体动应力减小0.24kPa,减小幅度在0.83%~0.86%㊂基床表层弹性模量为150㊁180㊁200㊁250㊁300MPa 时,基床底层动应力消散分别为35%㊁36%㊁37%㊁38%㊁39%㊂基床表层弹性模量越大,动应力消散效果越明显㊂表7 不同基床模量下路基结构层动应力弹性模量/MPa150180200250300基床表层(0m深度处)/kPa18.3417.7017.3716.7516.29基床底层(0.7m深度处)/kPa44.2944.7345.0045.6046.09路基本体(3m深度处)/kPa28.7428.5528.4428.2128.02线性衰减系数9.449.329.459.729.624 结论(1)在线路中心线处路基基床结构动应力沿深度方向先对数增长,在达到临界深度后线性减小,轨道中心线动应力则表现为沿深度减小㊂(2)动应力峰值与线间距㊁基床表层弹性模量和轴重有关,线间距越小,轴重越大,动应力峰值越大;基床表层弹性模量增大,动应力峰值增大,但影响幅度较小;峰值位置深度主要与线间距有关与轴重无关,线间距越小动峰值位置出现越浅;线间距每增大0.2m,线路中心线处动应力峰值减小4.8kPa,峰值位置深度增加0.15m㊂(3)线间距小于4.4m时,线路中心线处路基本体表面动应力大于轨道中心线处路基本体表面动应力,内侧轨下基床底层动应力叠加效果显著,线间距大于4.4m时,则反之,对于线间距小于4.4m的基床结构和路基本体,设计时应着重考虑线路中心线的动应力值㊂(4)基床表层弹性模量对线路中心线处动应力衰减影响较小㊂参考文献:[1] 王宇嘉,徐利民,贾永刚,等.山西中南部通道重载列车运输试验及对线路设计的启示[J].铁道货运,2015(10):2731. 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重型汽车铁路运输装载加固方案设计
341 前言铁路运输因其较低的运输成本、巨大的运输能力、受自然条件限制小、较快的运输速度、准确的到发时间、很高的安全性等优点,成为内陆货物运输的重要手段。
国内各商用车主机厂生产完成的成品重型汽车也经常会采用铁路平车运输的方式进行批量运输,为确保被运送汽车、铁路平车的完整和行车安全,需要对装载于铁路平车上的重型汽车进行有效加固。
铁路货物装载加固的基本技术要求是:使货物均衡、稳定、合理地分布在货车上,不超载,不偏载,不偏重,不集重;能够经受正常调车作业以及列车运行中所产生各种力的作用,在运输全过程中,不发生移动、滚动、倾覆、倒塌或坠落等情况。
以某公司6×4半挂牵引车(没有超过机车车辆限界,以下简称6×4牵引车)为例,进行重型汽车铁路运输装载加固方案设计,并进行相应的设计计算分析。
2 装载加固方案初选6×4牵引车铁路运输装载加固方案,主要依据《铁路货物装载加固规则》(以下简称《加归》)进行设计。
2.1 铁路载运车辆选择《加归》规定“轮式、履带式货物应使用木地板平车装载(专用货车装运时除外)”。
因此,必须按照《加归》中的“货车使用限制表”,并在《加归》附录“敞车、平车、棚车、长大货物车技术参数表”中选择合适的木地板平车作为载运车辆。
本文选择NX17T 型平车进行计算分析,计算所需技术参数可查阅《加归》。
2.2 初步装载加固方案重型汽车通常总长度较长,因此,在平车上一般采用顺装方式,使其重心投影位于平车纵、横中心线交点上。
装车后制动(制动手柄置于制动位置),门窗闭锁并将变速手柄置于初速位置。
采用柔性加固的方式,将6×4牵引车前后轮用钢丝绳(并采用配套的钢丝绳夹)八字形对称拉牵加固,钢丝绳的另一端捆绑于平车车侧丁字铁或支柱槽上,钢丝绳与6×4牵引车、平车棱角接触处采取防磨措施。
重型汽车轮径一般都大于1000mm,因此,在前后轮(组)的前后端均安放掩挡,并掩紧钉固。
铁路车辆重载状态下的动态特性分析
铁路车辆重载状态下的动态特性分析在现代化社会的交通网络中,铁路作为重要的交通工具之一,承载着重要的物流和人流任务。
铁路车辆的重载状态下的动态特性是铁路运输中的关键问题之一。
针对这个问题,本文将结合实际情况,从不同角度阐述铁路车辆重载状态下的动态特性分析。
一、背景介绍目前国内铁路物流运输不仅是一项重要的支柱产业,也是国民经济发展的支柱性产业之一。
而铁路的运输重点主要在于承载大量的重量货物,如不锈钢板、钢材、水泥等工业原材料、农产品等货物。
这些货物依靠铁路进行运输后,将会被用于各种建筑、生产等领域。
因此铁路作为一种交通工具,在运输质量和安全方面的要求尤为重要。
而对于铁路车辆的重载状态下的动态特性这一问题,需要进行深入的研究和分析。
二、动态特性分析1.荷载测试在实际运输中,铁路车辆的荷载情况和运输质量的保障至关重要,而荷载测试是其中的核心内容。
荷载测试是通过在实际运输过程中对车辆进行实时监控和保护,以便及时处理车辆故障和保证货物的运输质量。
通过荷载测试,可以分析铁路车辆的重载状态下的动态特性,并采取相应的措施进行保护和修理,以确保顺利的运输进程。
2.运行状态分析针对铁路车辆的重载状态下的动态特性,需对车辆的运行状态进行分析。
铁路车辆在路面情况不良、无人驾驶和行驶速度较高的情况下,可能会出现翻车、制动故障等问题。
通过对车辆的运行状态进行分析,可以及时掌握车辆情况,保障运输安全。
3.转向性分析在铁路运输过程中,铁路车辆的转向性能显得尤为重要。
当铁路车辆行驶时,可能会出现偏移、跳轨、翻车等问题。
因此对车辆的转向性进行分析,可以保障铁路运输质量和安全性。
4.减振性分析在铁路车辆运输过程中,车辆减振性对车辆性能和运输质量具有重要的影响。
当车辆重载时,会导致车辆的减振性不足、抖动和噪音等问题。
因此针对车辆的减振性进行分析,可以有效保障车辆性能和运输质量。
三、措施分析1.车辆检修保养针对铁路车辆的重载状态下的动态特性,需要对车辆进行检修保养。
铁路货物装载加固工作分析
铁路货物装载加固工作分析随着经济的发展和交通的便利,铁路货物运输渐渐成为人们热门的选项。
如果想要保证货物顺利运输,就需要对货物进行装载加固工作,以确保货物的安全和稳定。
本文就对铁路货物装载加固工作进行分析,探讨如何确保货物在列车运输中的稳定和安全。
一、货物装载加固的重要性货物在长途拖运过程中会因振动和冲击而到达终点时出现损坏,这不仅使货物毁损,更可能会对随后的项目和商业活动造成重大影响。
对于长距离运输的重型和大型机器、设备和其它大量货物,货物与货架和包裹之间必须进行适当装载和固定,以确保安全运输至其目的地。
在铁路货运中,货物装载加固工作至关重要,不仅涉及到货物的安全,还关系到乘客的生命财产安全,因此其重要性不容忽视。
二、铁路货物装载加固工作的流程铁路货物装载加固分为货物装载前、装载时和运输时三个阶段。
具体如下:1. 货物装载前在货物装载前,需要对货物的大小、重量、形状、质量等进行全面评估,以确定什么样的装载环境和装载方案最适合该货物进行铁路运输。
同时,还需对货物加固及配备所需的材料和工具进行全面考虑,确保能在铁路货车中固定货物。
2. 装载时在装载时,应根据预设方案,按照规定使用固定器具、钢丝绳、墩子等材料来对货物进行固定。
货物安装散状物时,应使用绑扎器具将其绑扎好,比如简易板车、升降车等。
在装载过程中,应注意重心的移动和货物的平衡稳定,确保不会影响列车的运行和操作。
3. 运输时在运输时,列车驾驶员应密切关注货物运载的运输情况,主动发现运输过程中的问题及时提出处理措施,保障货物的安全稳定。
运输后,应进行扫描或检查,以确保货物安全到达目的地。
三、铁路货物装载加固工作中的一些技巧要提高铁路货物装载加固工作的质量和效率,以下是一些常用的技巧:1.根据货物种类采取不同的固定方法。
对于重量较大的机器设备,应采用千斤顶和金属板等钢材将其固定。
对于轻型货物,可以使用绑扎绳或绷带来绑扎主框架,保持运输时的平衡。
2.将货物堆放得井井有条。
重载铁路工程动力学
重载铁路工程动力学1.引言铁路工程动力学是一门研究铁路结构在作用力下的动态响应的科学。
动力学是力学的一个分支,主要研究物体在运动时的力学特性。
随着铁路建设的不断发展,铁路工程动力学的应用也越来越广泛,对于提高铁路的安全性和可靠性有着重要的意义。
2.铁路工程动力学的起源和发展铁路工程动力学的理论基础可以追溯到18世纪的牛顿力学定律,在此基础上发展起来的振动理论是铁路工程动力学的基础。
随着铁路技术的不断进步和铁路规模的不断扩大,铁路工程动力学的研究领域也逐渐扩大,包括轨道、车辆、桥梁、隧道、地基等。
3.铁路工程动力学的应用铁路工程动力学的应用范围非常广泛,主要表现在以下几个方面:3.1 轨道轨道是铁路系统中最基本的组成部分,铁路工程动力学的研究对于轨道的设计和构造有着重要的影响。
当车辆通过时,轨道会受到动态荷载,导致轨道弯曲、纵向变形和横向振动等现象,这些现象会影响铁路的安全性和稳定性。
因此,铁路工程动力学的研究可以帮助工程师设计更加安全、可靠的铁路轨道。
3.2 车辆车辆是铁路系统中另一个重要的组成部分,也是铁路工程动力学研究的对象之一。
车辆行驶时会受到多种荷载,包括自重、载重和外部力等,因此车辆的动态响应是非常重要的。
铁路工程动力学的研究可以帮助设计更加平稳、舒适的车辆,同时保证车辆安全性和稳定性。
3.3 桥梁桥梁是铁路系统中重要的建筑结构之一。
在桥梁设计过程中,需要考虑桥梁在动态荷载下的响应性能,包括桥梁的振动、变形和应力等。
铁路工程动力学的研究可以帮助设计符合工程要求且稳定可靠的桥梁。
3.4 隧道隧道是铁路系统中另一个重要的建筑结构。
在隧道设计过程中,需要考虑隧道在动态荷载下的响应性能,包括振动、布局和支撑等。
铁路工程动力学的研究可以帮助设计出符合工程要求且稳定可靠的隧道。
3.5 地基地基是铁路系统中的基础设施之一,铁路工程动力学的研究也可以用于地基的设计和构造。
地基的动态响应性能对整个铁路系统的安全性和稳定性具有重要的影响。
高速铁路车辆动力学性能分析及优化设计
高速铁路车辆动力学性能分析及优化设计一、引言高速铁路的快速发展,使得高速铁路车辆动力学性能的研究与优化设计成为当前的热点领域。
车辆动力学性能的好坏直接影响高速铁路的安全性、运行速度和运输能力。
因此,对高速铁路车辆动力学性能进行分析与优化设计具有重要的意义。
二、高速铁路车辆动力学性能概述车辆动力学性能是指车辆行驶中所表现出的各种动态特性,主要包括车辆悬挂、动力系统、制动系统、运动稳定性等。
对于高速铁路车辆而言,其车辆动力学性能的主要特点包括:1. 悬挂系统高速铁路车辆的悬挂系统设计要求高,以满足高速行驶时的舒适性和稳定性,同时确保列车在曲线通过和坡度变化时具有足够的稳定性。
悬挂系统中常用的主要元件包括弹簧、减振器、防侧倾机构及动力传动系统等。
2. 动力系统动力系统是实现高速铁路列车行驶的核心部分,主要包括电机、齿轮传动系统、转向架、制动器、传动轴和轮轴等。
对于高速列车而言,其动力系统的设计要求高性能、高可靠性、低噪声和高效能。
3. 制动系统制动系统是保证列车行驶安全的重要部分,主要包括空气制动系统、电力制动系统、再生制动系统和摩擦制动系统等。
对于高速列车而言,其制动系统的设计要求具有短制动距离、低制动噪声、高制动性能和高可靠性等特点。
4. 运动稳定性高速铁路列车的运动稳定性对于行车安全和舒适性有着至关重要的影响。
在高速行驶过程中,列车遇到的空气动力学和轨道几何学的影响会对列车的稳定性产生重要影响,并且过渡曲线和移向力也会对车辆的稳定性产生影响。
三、高速铁路车辆动力学性能分析方法1. 实验测试法实验测试法是目前高速铁路车辆动力学性能分析的主要方法之一。
利用测力、加速度、压力、位移等传感器对车辆的响应进行测试,从而获取车辆动态特性的数据。
通过对实验数据进行分析,可以获得车辆动力学性能的参数。
实验测试法的优点是能够获得较实际的车辆运行数据,但其缺点是依赖于试验条件和测试水平,而且测试成本较高。
2. 模型建立与仿真法模型建立与仿真法是利用计算机来模拟车辆行驶过程的方法。
浅谈重载列车轴重32t铁水车特种活载线路加固技术
浅谈重载列车轴重32t铁水车特种活载线路加固技术摘要:以莱钢场内4孔5m公、铁立交桥改建工程为例,介绍轴重32t铁水车特种活载线路加固施工技术。
采用钢梁跨中增设支点,在横梁下加设特殊横梁,满足横梁和连接件受力要求。
关键词:轴重32t;特种活载;线路加固随着时代的进步,客运高速化、货运重载化,已成为铁路现代化的必然趋势和重要标志。
我国铁路为满足货运量运输要求,正向大吨位轴重货车发展,如正在运营的煤炭大能力通道——山西中南铁路通道,中南部通道是我国第一条设计30吨轴重、开行万吨大列的重载铁路。
下穿重载铁路线路加固是下一步迫切需解决的难题。
在既有铁路线下施工作业,必须先进行线路加固,确保行车安全和施工安全。
施工中,线路应保持正确的水平和方向位置。
线路加固视线路情况、运输、土质、地下水、桥涵尺寸、等情况综合考虑。
目前线路加固施工工艺有纵横抬梁及便梁等架空线路加固施工设施,但对于轴重32t铁水车特种活载线路加固,国内尚无工艺可借鉴。
架空线路加固施工因其具有不中断铁路运输通车,节约施工用材,减少施工设备,施工快速安全等特点,因而就成为一种重要的桥涵施工方法,并已经取得了较好的经济技术效益。
1、工程概况及特点根据钢厂规划及需要,扩建莱钢银前东大街,下穿既有铁路4股铁道,在该路段中有4孔5m公铁立交桥,需新建11+11m钢筋混凝土框架桥。
桥上线路为莱钢专用线,线上运营重载列车为轴重32t铁水车特种活载。
为了保证钢厂的正常生产,拟采用便梁对既有线路加固,拆除既有公铁立交桥,修建框架桥。
工程特点:本工程实施过程中两大技术难题:⑴无施工工艺可借鉴,缺乏指导依据⑵施工难度大,对后果影响与危害程度难于评估本工程具有技术难度大,工期紧、设计技术资料和参考资料相对不足,同时还需要考虑对铁水车运输影响等特点。
我们根据现场铁水车运营情况及莱钢运输部门提供的资料,进行详细调查,对轴重32t铁水车特种活载线路加固施工工艺进行系统技术研究,项目实施中,对线路加固施工进行了严密监控,从而解决重载列车特种活载作用下的线路加固问题,加快施工进度,保证企业的正常运输生产。
对大秦铁路重载条件下桥梁加固措施的分析
对大秦铁路重载条件下桥梁加固措施的分析摘要:近年来,随着我国铁路事业的不断发展,重载列车开始在各铁路线路开行,这虽然大大增加了铁路系统的运量,但同时也对铁路桥梁却造成了不小的影响,随着重载列车运营时间的不断增加,很多铁路桥梁病害已经逐渐暴露了出来,并给铁路交通安全带来了极大的危害。
为此,本文以大秦线铁路为例,对重载条件下铁路桥梁的主要病害与原因进行了分析,并对铁路桥梁的有效加固措施展开了探讨。
关键词:大秦铁路;桥梁加固;重载引言在社会经济飞速发展的背景下,我国铁路运输需求不断增加,因而重载列车的运行已经成为了铁路事业发展的必然趋势,然而在重载列车运行的同时,要想对重载条件下产生的铁路桥梁病害问题进行解决,则需要对铁路桥梁进行进一步的加固,使其在性能上能够与当前运量需求相契合,从而保证铁路运输安全。
因此,对于重载条件下铁路桥梁加固措施的研究是非常具有现实意义的。
一、大秦铁路桥梁概况大秦铁路是指从山西省大同市至河北省秦皇岛市的一条铁路线路,全长653千米,途径山西、北京、天津、河北等四个省市,是我国第一条双线电气化重载运煤专线,同时也是实现西煤东运战略的主要通道之一。
由于大秦线铁路沿途需经过多个山区,因而途中的桥梁、隧道是非常多的,据统计,大秦线铁路中共有493座桥梁,总长度在6800延长米以上,梁孔更是多达四千余个,其中以钢筋混凝土材质的T型桥梁居多[1]。
二、重载条件下大秦铁路桥梁的主要病害及其原因铁路桥梁的病害种类较多,如混凝土裂缝、承载力不足、墩台病害、桥面板断裂或碎裂等等,都属于十分常见的铁路桥梁病害,不同病害的影响不同,处理措施同样存在着很大的差异,因而要想对铁路桥梁进行有效加固,就必须要对铁路桥梁存在的实际病害进行明确,而对于大秦铁路桥梁的主要病害,也同样需要通过专业测试来确定。
由于大秦铁路沿线桥梁众多,要想对每一个铁路桥梁都进行测试并不现实,而不同桥梁往往可能存在着不同的病害,因此大秦铁路桥梁的病害测试需要根据孔跨、中心里程、型号、结构、周围环境等多种因素进行综合考虑,将所有桥梁分为几类,并在每一类铁路桥梁中选出最具代表性的桥梁来进行测试。
重载铁路框架桥线路加固检算与施工要点
重载铁路框架桥线路加固检算与施工要点内容摘要:北京顺义白马路东延下穿大秦铁路顶桥工程6天半安全、按时完成了顶进施工,打破了大秦线正线同级别框架桥顶进施工的最快纪录。
本文通过对此工程的线路加固体系、施工要点的分析,为重载线路框架桥顶进施工提供了第一手资料。
关键词:重载铁路线路加固施工难点最快记录1.工程概况框架桥与大秦铁路交叉里程为K362+107,交角为59.2°。
桥址处大秦铁路为双线电气化铁路,直线区段,分别为大秦铁路上、下行线,线间距为4.2m,大致为东西走向。
区段以路基形式通过,填方高约2–3m左右。
大秦上行线为60kg/m 钢轨,大秦下行线为75kg/m钢轨,钢筋混凝土枕木,重车线路纵坡为3.5‰上坡。
框架桥采用四孔连体式框架结构,轨底至顶板距离0.8m,结构总高8.4m,净高6.3m,结构总宽44.3m,沿铁路斜宽52.04m,总长22.7m,顶板厚度1.0m,底板厚度1.1m,边墙厚度1m,中墙厚度0.9m。
框架桥顶板加腋板均采用0.5*1.5m,底板加腋板均采用0.2*0.2m。
主体前端刃角长5.0m,后端尾墙长3.5m,尾墙侧人行道悬臂板长度2m。
2.施工难点1、框架桥沿铁路方向宽52.04米,线路加固长度87.5米,加固任务重。
2、大秦线是万吨货载重车线,列车密度大,平均5分钟左右一趟车,列车编组长,在施工慢行期间,路过施工地段大约3分钟,并且从线路加固、桥体顶进到线路恢复进行要点施工只有七天时间,要在这么短的时间内按时完成框架桥顶进,也是大秦线正线同级别框架桥顶进施工中的首次,这就给我们施工带来了极大的困难。
不仅对我们的施工组织也对我们的施工安全提出了更多的考验。
结合实际情况,项目部领导制定了严密的专项施工方案和防护措施,加强了人员配备和施工机械数量,优化施工工艺,充分利用列车运行间隙,组织人员定量施工,采取两端驻站,对防护人员进行详尽的岗前培训,提出了既要保进度,更要保安全的的目标宗旨。
重载铁路路基荷载条件及动力特性研究
1
罗
强
2
( 1. 铁道第三勘察设计院集团有限公司 , 天津 300251 ; 2. 西南交通大学高速铁路线路 工程教育部重点实验室, 成都 610031 )
摘要: 研究目的: 重载铁路运输因其运能大 、 效率高、 运输成本低而受到世界各国的广泛重视 。重载铁路路基 基床受列车载荷作用影响最为显著 , 其厚度设计通常按列车荷载产生的动应力与路基自重应力之比为 0. 2 的 原则确定。而分析轮轴力通过钢轨在轨枕上的荷载分担规律又是进行路基动应力计算的先决条件 , 因此分析 列车荷载分担规律以及动应力在路基中的衰减规律是非常必要的 。 本文根据弹性理论建立轨道 - 路基有限 元模型, 进行不同荷载水平和基床结构形式下路基的荷载条件分析 , 求解路基面动应力分布和衰减规律 , 为基 床厚度设计研究创建基础 。 研究结论: ( 1 ) 轴重和基床结构形式不影响轨枕荷载分担规律 , 单轮轴作用时荷载由 5 根轨枕承担, 双轮 轴作用由 8 ~ 9 根轨枕承担, 四轮轴作用由 15 根轨枕承担; ( 2 ) 无论轮轴力作用于轨枕正上方还是两轨枕间 的任何位置, 其荷载分担比经 Gauss 函数拟合后的函数曲线形状 、 大小以及性质都保持不变 , 只随轮轴力的移 动而移动; ( 3 ) 单轮轴作用时, 列车荷载产生的动应力与路基自重应力之比均在 0. 2 左右, 基床厚度满足设计 原则, 但双轮轴、 四轮轴作用时, 列车荷载产生的动应力与路基自重应力之比在 0. 3 ~ 0. 5 之间, 基床厚度不满 足设计原则; ( 4 ) 该研究结论对重载铁路路基基床结构的设计具有指导意义 。 关键词: 重载铁路路基; 荷载条件; 动力特性; 数值分析 中图分类号: TU47 文献标识码: A
道结构进行模拟, 边学成 在实验室内建设 完 成 了 1 ∶ 1 板式轨道路基模型, 通过试验得出轨枕荷载分担 24. 0% 、 33. 4% 、 24. 0% 、 8. 6% , 比依次为 8. 6% 、 但是 此法投入较大, 不适合运用到实际工程中。 有通过现 场实测数据与工程经验相结合直接得出轨枕分担比 例, 如日本经验假设轨枕分担比例为 0. 1 ∶ 0. 2 ∶ 0. 4 ∶ 0. 2 ∶ 0. 1[3], 计算精 此方法对分担比例做了一定简化, 度不够精确, 对路基荷载的计算偏于保守。 还有采用 文克勒连续弹性地基无限长梁模型 进行有限元解 析计算, 此方法计算难度较大, 且计算过程过于繁琐, 同样不能满足工程需要。 在路基动应力分布规律研究中, 传统的动应力计 算方法是采用 Boussinesq 公式计算。 该方法只考虑了 单轮轴荷载作用路基动应力的分布情况 , 忽略了多轮 轴下荷载叠加对路基动应力分布产生的影响 。 基于目前的研究现状, 根据弹性理论建立轨道 - 路基有限元模型, 分析不同荷载水平和基床结构形式 下路基的荷载条件, 求解路基面动应力分布和衰减规 律, 为基床厚度设计创建基础。
铁路运输车辆加固方案
铁路运输车辆加固方案随着现代铁路运输的快速发展,大量的货物和人员需要通过铁路进行运输。
而铁路运输车辆的安全性、稳定性则直接关系到运输过程中的人员和货物的安全性。
因此,在铁路运输中,车辆的结构和加固方案是极其重要的。
铁路货车的结构铁路货车主要包括车体、转向架、车轮、悬挂系统和制动系统等组成部分。
车体是支撑货物的主要部分,而车轮则起到了支撑和传递力量的作用。
转向架和悬挂系统则用于支撑和稳定车轮,避免因激烈颠簸和振动导致整个车体的晃动和损坏。
铁路运输车辆的加固方案加固车体在铁路运输中,货物通常会经过长时间的运输和不稳定的运动,这就需要车体具有更加坚固的结构,以承受外在的各种冲击和振动力量。
同时,为了尽可能地提高车体的稳定性,可以使用一些先进的材料,如钢材和铝合金等,使车体整体更加轻便耐用。
加强转向架和悬挂系统转向架和悬挂系统是铁路运输车辆中非常重要的部分,它们直接关系到车辆的稳定性和安全性。
因此,对于转向架和悬挂系统的加固工作也要做好。
一方面,可以使用高强度的结构钢材对转向架和悬挂系统进行加固,另一方面,还可以采用一些新型减震材料,如橡胶、泡沫等等,以降低车辆的振动和噪音,从而提高车辆的安全性和舒适性。
更新制动系统铁路货车的制动系统也是非常重要的一个组成部分。
因为铁路货车在运输过程中需要经过许多关键的路段和地形,如下坡路段、隧道、桥梁等等,这都需要车辆能够迅速响应制动系统,以保证货物和人员的安全性。
因此,对制动系统的更新和加强也是铁路运输车辆加固方案中的一项关键措施。
总结铁路运输车辆加固方案涉及到车体、转向架、悬挂系统和制动系统等多个方面,需要我们不断地加强和改善。
在实际的施工过程中,我们也需要注意各个环节中的细节,以确保整个铁路运输车辆的安全性和舒适性,保证货物和人员的安全畅通。
重型运输车铁路运输加固方案优化研究
重型运输车铁路运输加固方案优化研究发布时间:2023-02-20T09:10:31.868Z 来源:《科学与技术》2022年19期作者:谷长瑞柴军赵久富刘义才[导读] 铁路运输技术人员普遍认为,加强铁路货运是一项更安全和技术上更具挑战性的任务。
谷长瑞柴军赵久富刘义才辽宁省辽阳市白塔区辽宁辽阳 111000摘要:铁路运输技术人员普遍认为,加强铁路货运是一项更安全和技术上更具挑战性的任务。
从铁路发展的角度来看,铁路管理局加强了货物装卸安全管理,将其作为压缩与停止铁路货运工作之间的关键环节。
考虑到铁路货运和煤炭货运增加的一般特点,有关人员必须逐案审查妨碍货运运输的因素,并在开始增加货运之前仔细研究评估指标。
基于此,本文主要分析某重型运输车铁路运输加固方案优化研究,仅供参考。
关键词:全重型运输车;铁路运输;方案优化;引言目前,货物在陆地上进行远距离运输,通常采用铁路和公路两种方式,其中铁路运输具有运能大、速度快、安全性高、受天候季节影响小等优势,对于大型设备或货物,特别是数量较多时,通常采用铁路方式进行远距离的运输。
我国铁路运输货物种类多样,加固起来往往存在一定困难,而相对科学合理的加固方案和方法,不仅可以大大提升工作质量和效率,也有助于进一步提升铁路运输服务的效率和安全性。
1.原有加固方案的问题分析在进行铁路运输前,转载到铁路运输车上的重型运输车需进行加固,以确保重型运输车在运输过程中保持原有位置,不发生窜动、滚动、倾覆等情况。
针对该重型运输车的加固方案,用户反映,重型运输车加固时存在操作时间长、工作强度大、操作人员多等问题。
经调研,引起加固操作时间长、工作强度大、操作人员多等问题的直接原因如下:(1)掩挡采用三角木形式,使用抓钉将三角木和铁路车辆人工楔入固连,造成工作强度大,加固时间长;(2)使用加固材料多,造成操作人员配备较多;(3)牵拉绳现场制作和安装,造成操作时间长。
经过对加固方案进行梳理和分析,发现现行方案主要存在两方面问题:一是加固方案沿袭经验制定,未针对铁路运输的特点进行加固受力分析,制定方便快捷加固方案;二是不合理的方案造成加固材料多,加固方式复杂。
车辆加固铁路设备设计方案
车辆加固铁路设备设计方案一、方案背景随着铁路交通事业的不断发展和铁路线网的不断扩建,车辆在铁路上行驶时面临着各种各样的挑战,如高速行驶引发的震动、脱轨等问题。
因此,车辆在铁路设备方面需要进行加固,以提高其安全性和稳定性。
二、方案目标1.提高车辆在铁路上行驶时的稳定性,减少震动和颠动;2.防止车辆脱轨等事故的发生;3.提高车辆在各种极端天气条件下的可靠性和适应性。
三、方案内容为实现上述目标,提出以下设计方案:1.车辆结构加固:通过优化车辆结构设计,增加车体和底盘的强度,提高车辆的稳定性。
在车辆的关键构件处设置增强筋,并采用高强度材料制造车体,以增加车辆的刚度和抗变形能力。
2.减震系统改进:在车辆悬挂系统中加入减震装置,通过减震装置的缓冲作用,减少车辆在行驶过程中的震动。
采用高效减震器和阻尼系统,以减少车辆的颠簸和颤动。
3.防脱轨系统增强:利用现代技术,在车辆底盘和轮轴系统中增加相关的防脱轨装置,确保车辆在高速行驶时的安全性。
例如,通过设置脱轨感应器和自动控制系统,及时检测车辆的脱轨情况,并采取相应的措施进行纠正。
4.环境适应性改进:针对极端天气条件(如高温、低温、强风等)对车辆的影响,进行相应的设计和改进。
例如,在车辆的散热系统中增加冷却设备,以保证车辆在高温条件下工作的稳定性;同时,在车辆外壳上增加防风设施,以减小强风对车辆行驶的影响。
四、实施步骤1.确定需加固的车辆型号和数量;2.进行详细的车辆结构分析,确定加固的重点和关键部位;3.根据需加固部位的设计要求和技术参数,进行相应的结构设计和优化;4.制定加固方案,并进行原型制造和测试;5.评价原型的性能和可靠性,根据测试结果进行方案调整和改进;6.根据方案的最终版本,进行批量生产和使用。
五、方案效果评估通过对加固铁路设备进行设计和改进,可使车辆在铁路上行驶更加稳定、安全,并提高其在各种极端天气条件下的适应性。
实施该方案后,可有效减少车辆事故的发生,提升铁路交通运输的整体安全性和效率。
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s y s t e m a s a r e s u l t o f t h e c h a n g e o f t h e t r a i n s p e e d o r t h e t r a i n v i b r a t i o n .H e r e ,t h e b a c k g r o u n d o f h e a v y r a i l j a c k i n g
关键 词 :重载铁路 ; 框架 桥顶进施工 ; 线路加 固 ; 车线动力分析 ; 全过程迭代
中 图 分 类 号 :U 2 1 1 . 3 文 献 标 志码 :A D O I : 1 0 . 1 3 4 6 5 / j . c n k i . j V S . 2 0 1 5 . 1 0 . 0 2 5
振 第3 4卷 第 1 0期
动
与
冲
击
J OURNAL OF VI B RATI ON AND S HOCK
重载铁路线路加 固体 系车线动 力分析
杨静静 ’ ,张 楠 ,战家 旺 , 高玉兰 ,彭 斌
1 0 0 0 5 5 )
( 1 . 北 京 交 体 系 、 车线耦合振 动体 系研 究背景与基于全过程 迭代 的车线 动力分 析理论进 行论述 ; 对某重 载铁路加 固
体 系以平 面车辆模型过桥方式分析车辆通过加 固体 系时的动力响应状 态 、 车辆过桥 时加 固体 系竖 向位移 及加速度 、 轮对
减载状况 ; 获得重载铁路桥涵 顶进施工慢行 限速 6 0 k m / h线路加 固体 系动力分析结论。
A b s t r a c t : I t ’ S d i f f i c u l t t o s t a r t a r f a m e b i r d g e ’ S j a c k i n g c o n s t r u c t i o n u n d e r e x i s t i n g l i n e s f o r b u s y r a i l w a y s .L a r g e r
1 0 0 0 4 4; 2 . 中铁 工 程 设 计 咨 询集 团 有 限 公 司 , 北京
摘 要 :针对既有线下进行框架桥顶进施工对铁路干线形成压力及列车以一定速度通过施工现场对重载铁路线
加 固体 系形成 强度大时间长的冲击振动 , 引入动力计算反 映列 车行 驶振动及 速度变 化导致列 车与轨道或 加 固体 系共振 ,
( 1 . S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e r i n g , B e i j i n g J i a o t o n g U n i v e r s i t y , B e i j i n g 1 0 0 0 4 4 , C h i n a ; 2 .C h i n a R a i l w a y E n g i n e e r i n g C o n s u l t i n g G r o u p C o . ,L t d , B e i j i n g 1 0 0 0 5 5 , C h i n a )
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