高速铁路钢轨疲劳寿命预测
第四章 高速铁路与钢轨
第四章高速铁路与钢轨 第一节高速铁路对钢轨的质量要求 690．什么叫轮轨系统的高速铁路? 目前已经投入运营的高速铁路设计全部是采用轮轨系统，轮轨系统的高速铁路无论是总体设计，还是车体制造及线路施工维护技术都已成熟，这一系统已在世界各国运行了近40年。40年的运行证明了轮轨系统的高速铁路是成功的，并告诉人们这一系统在高速下运行是可靠的、安全的和高效的，被世界各国的政府和铁路部门所接受。 轮轨系统的高速铁路车速现已达到200～350km／h，全世界已建成的高速铁路总长约5000km。其中，日本有4条，法国有3条，英国有1条，德国有2条，西班牙有2条，波兰有1条。全世界在建或计划建的高速铁路约6000km，分布在13个国家，主要有日本、美国、中国、俄罗斯和韩国等。 采用轮轨系统的高速铁路，大多数是以大功率的电力机车或内燃机车为动力。高速铁路的线路采用小坡度，一般为0．8％～3．5％；线路曲线采用大半径，一般为2500～8000m。通常，人们把速度为200km／h的高速铁路定为第一代高速铁路，把速度为300km／h的高速铁路定为第二代高速铁路，把速度为350km／h的高速铁路定为第三代高速铁路。轮轨系统的高速铁路其实验车速已达到515km／h。到目前为止，世界各国已建成的和规划中的长距离的高速铁路基本上都是采用轮轨系统设计的。 691．什么叫磁悬浮系统的高速铁路? 磁悬浮列车是利用电磁原理和超导原理研制的一种高速列车。在电磁场产生的吸力或斥力作用下，列车被托起悬浮在线路上，靠线路上和车辆上的线性电机所产生的推力前进。与轮轨系统的高速列车相比，磁悬浮列车的车速可以更快，运行更平稳，又不产生污染，是一种理想的交通工具。但其技术难度大，目前尚在实验研究中。另外，磁悬浮高速铁路的投资比轮轨高速铁路的投资要高出20％～40％以上。 692．什么叫重载铁路? 现在，人们对“重载”(heavy haul)的概念往往仅指那些装运铁矿石、煤、磷矿等矿物的又长又重的货运列车，其实重载列车早已远远不拘于此。在北美有许多重载铁路，这些装载各种商品的又长又重的列车已运营多年。“重载”的概念随着社会生产力的发展也在变化，在1835年，那时所指“重载”是指采用蒸汽做动力的货运列车，它仅仅是相对于用马做动力的运客或运煤的四轮车而言的。 现代重载铁路的概念是由国际重载协会(IHHA)在1986年9月确定的，即重载铁路必须能让每列车载重量超过5000t、轴重大于21t的列车通过，且每年运量要超过2000万t的线路才能称为重载铁路。 重载铁路的出现，在历史上主要是看重其经济性。如美国和加拿大在边远山区采用超长和重载运输方式是经济的。为牵引这样的重载列车，在美国曾开发了最大牵引力的蒸汽机车“巨孩”号。这是在1941年由美国机车公司制造的。机车重达345t，有24个轮子。当时主要运行在夏延(Cheyenne)与怀俄明(Wyoming)线。列车全长约2442m，共牵挂90～100节车厢。该机车一直运行到蒸汽机车末期，现在被保留下来。其实在北美，轴重在30～35t的车辆并不少见，甚至可找到37t轴重车辆。当时由于经济发展的需要，曾开发出了35．7t轴重、125t装载量的车厢。应指出的是，重载运输即使是30～35t轴重列车，也会使桥梁的维修费成本升高到危险点。 现代重载铁路的铺设主要是用于运输煤、铁矿石和其他矿石。 693．什么叫自动化铁路? 自动化铁路．AGT(Automated Guideway Transit)是指列车的运营可以实现无人操纵，即从列车发出开车信号到列车启动、加速运行，以及在到站前的减速停车等，这一切均由计算
炉管剩余寿命预测
剩余寿命预测 1 高温炉管剩余寿命预测的基本原则和方法 1.1 高温炉管寿命预测的基本原则 炉管检测后的最终质量通常用A、B、C三个级别进行评价。即“A”级管有较轻度或没有蠕变裂纹，这种炉管继续使用没有问题；“B”级管有一定程度的蠕变裂纹，但可以继续使用，同时应加强监视；“C”级管的蠕变深度及面积已达到极限。这类炉管不能继续使用，必须更换。要预测炉管的残余寿命，实际上就是预测“B”级管的使用年限，因为对大多数高温炉管来说，“C”级管是必须更换的。 目前，炉管的检测通常釆用专业炉管检测装置进行。虽然炉管检测装置具有它的可靠性、稳定性和准确性，但它只有一个单一的蠕变裂纹深度指标，如果要估算炉管的残余寿命必须要综合考虑，不能绝对地靠检测到“A、B”级来对炉管残余寿命下定义,因为化学成分和原始组织决定材料的原始强度，而运行时间、温度及应力的变化决定材料受蠕变损伤的程度。 根据国内外对高温炉管的研究结果，本文在对扬子石化公司芳烃厂BA1051制氢转化炉炉管进行评定时，按照如下的基本原则预测炉管的寿命。首先确定导致炉管损伤的主要原因，然后根据炉管的损伤状态，选择相应的预测方法。在对预测结果进行修正时同时兼顾其它因素的影响，在最终得到的使用寿命中应包含一定的安全余度，以适应炉管工作条件的变化。 1.2 高温炉管寿命预测的方法 为了最经济地利用炉管，剩余寿命评价技术必须准确，同时工程上又要求其实施必须简便。近年来国内外对高温炉管剩余寿命评价技术的研究投入了大量的人力和物力，提出了多种预测炉管剩余寿命的方法，归纳起来可大致可分为间接法和直接法两类。直接法即非破坏检查和破坏检查两类剩余寿命诊断技术，间接法即理论解析法。解析法和破坏检查所需时间较长，而非破坏检查可在较短时间，对较多部位进行诊断，且能定期监测。所以采用非破坏检查的方法预测炉管剩余寿命更为实用。 目前非破坏性检查的剩余寿命诊断技术主要有： （1）金属组织变化测定法，炉管长期在高温、应力和环境共同作用下服役，材料的微观组织会发生变化，如碳化物的析出、蠕变空洞的增殖等等。金属组织变化测定法就是通过测定组织的变化来评价炉管的剩余寿命。这种方法需要事先搞清楚金属组织变化与寿命之间的定量关系。目前比较成熟的法有A参数法、晶粒变形法、微结构法、另外还有空洞面积率法。A参数法是英国(ERA、CEGB)、美国(EPRI)于1983年提出的方法，其主要思路是沿主应力方向引一参考线，A参数就是参考线横切晶界总数与存在空洞晶界数的比值。预先求得各种材料的A参数与蠕变寿命比，通过复制试样法测定A参数，进行评价剩余寿命。实验验证表明：A参数能较好地定量损伤状态。空洞面积率是空洞所占面积与全观察面积的比值，它比较容易计量且与寿命的相关性好。应用该方法应注意要把蠕变空洞与碳化物或夹杂物脱落所造成的空洞区别开来，以免误判。A参数法和空洞面积率法还有两个问题需解决： a.有裂纹时，如何来测A参数和空洞面积率，虽然测定方法较多，但不同的方法得到的值不同； b.空洞分布不均匀性的计算及其影响。有些材料往往寿命后期才出现空洞，此时用A参
利用ANSYS随机振动分析功能实现随机疲劳分析.
利用ANSYS随机振动分析功能实现随机疲劳分析 ANSYS随机振动分析功能可以获得结构随机振动响 应过程的各种统计参数（如：均值、均方根和平均频率等），根据各种随机疲劳寿命预测理论就可以成功地预测结构 的随机疲劳寿命。本文介绍了ANSYS随机振动分析功能，以及利用该功能，按照Steinberg提出的基于高斯分布和Miner线性累计损伤定律的三区间法进行ANSYS随机疲劳计算的具体过程。 １．随机疲劳现象普遍存在 在工程应用中，汽车、飞行器、船舶以及其它各种机械或零部件，大多是在随机载荷作用下工作，当它们承受的应力水平较高，工作达到一定时间后，经常会突然发生随机疲劳破坏，往往造成灾难性的后果。因此，预测结构或零部件的随机疲劳寿命是非常有必要的。 2．ANSYS随机振动分析功能介绍 ANSYS随机振动分析功能十分强大，主要表现在以下方面： 1.具有位移、速度、加速度、力和压力等PSD类型； 2.能够考虑a阻尼、 阻尼、恒定阻尼比和频率相关阻 尼比；
3.能够定义基础和节点PSD激励； 4.能够考虑多个PSD激励之间的相关程度：共谱值、二 次谱值、空间关系和波传播关系等； 5.能够得到位移、应力、应变和力的三种结果数据： 1σ 位移解，1σ速度解和1σ加速度解； 3．利用ANSYS随机振动分析功能进行疲劳分析的一般原 理 在工程界，疲劳计算广泛采用名义应力法，即以S-N 曲线为依据进行寿命估算的方法，可以直接得到总寿命。下面围绕该方法举例说明ANSYS随机疲劳分析的一般原理。 当应力历程是随机过程时，疲劳计算相对比较复杂。但已经有许多种分析方法，这里仅介绍一种比较简单的方法，即Steinberg提出的基于高斯分布和Miner线性累计损伤定律的三区间法（应力区间如图1所示）： 应力区间 发生的时 间 -1σ ~+1σ68.3%的时间 -2σ ~+2σ27.1%的时间
国内外高速铁路线路养护维修浅析
国内外高速铁路线路养护维修浅析 摘要：高速铁路线路养护维修的主要特点是按设备的状态进行必要的“状态修”，做到既不失修也不过剩修，避免了养护维修中的盲目性，使设备始终处于可靠受控状态。用地理信息系统将轨检车和车载添乘仪自动生成的设备数据与线路平面图连接，做到实时监控线路状态，同时将生成数据与历史数据对比。建立综合信息传输网，及时制定检修对策，用管理信息系统管理线路设备数据，指导养护维修。线路养护维修的组织管理分为“修养分开”和“修养合一”形式。我国线路养护维修组织管理以“修养分开”为目标，鼓励专业维修公司的发展，注重线路维修质量以及维修新技术的应用，以适应客运专线的养护维修。 关键词：高速铁路；养护；维修；分析 我国铁路线路养护维修主要是贯彻“预防为主，防治结合，修养并重”的维修原则，按照设备技术状态的各种变化不同程度地进行相应的维修工作。线路检测以人工每月检查为主，轨道检查车主要负责线路的动态检查。铁路线路的养护维修按周期有计划地进行，分为综合维修、经常保养和临时维修。 线路是列车高速、安全运行的基础设施，不论是整体，还是各组成部分都要有一定的坚固性和稳定性。受自然条件的影响和列车荷载的作用，线路设备的技术状态不断地发生变化。为适应高速运行和繁重运输任务的需要，必须采用先进的技术手段加强线路的养护维修工作，以保证线路的质量和行车安全。世界上一些国家在高速铁路线路的养护维修方面进行了大量的探索和实践。正确地认识和理解国外的实践成果，结合我国客运专线线路设备的特点，找出适合线路检修的模式，是尽快提高我国线路检修水平的捷径。 国外高速铁路的发展及其养护维修特点:外高速铁路发展三十多年，尤其是近十多年以来迅猛发展飞速发展。世界铁路处在各种交通运输的激烈竞争中，取得了高新技术，在某种程度上，铁路线路的质量代表了铁路技术的水平和行车速度的高低，而保证线路质量的关键是做好线路维修养护。 国外铁路发展的共同特点是想将线路变为少维修或不维修的轨道，以省力、经济、高效的新型线路维修为目标。维修水平主要表现在采用先进的检测系统、高度机械化作业方式、科学诊断和自动化管理方面。 国外铁路的研究及经验证明:在线路方面直接影响、控制行车速度的主要因素，一是线路的平、纵断面:另一是线路的平顺性。日本铁道线路专家佐藤吉彦
管道腐蚀剩余寿命预测
管道腐蚀剩余寿命预测 埋地管道长年埋置地下，不可避免地遭受腐蚀。特别是随着埋地管道服役时间的增加，管道腐蚀情况越来越严重，给管道使用单位的安全生产和经济效益带来严重的影响。开展埋地管道腐蚀的剩余寿命预测评估，对提高埋地管道事故隐患区段的预测能力，实施管道运行完整性管理具有十分重要的意义。 埋地管道因遭受内在和外在因素的破坏，使其设计寿命严重地受到威胁。其中内在因素如管道本身的擦痕、划痕、压痕等机械损伤，管道制造和施工过程中的质量问题；外在因素如地下管道受到腐蚀、人为破坏、管道运行管理不善等。目前，我国埋地管道面临着管道老化、变质等问题，管道使用寿命和剩余使用寿命问题越来越受到重视。 管道的设计寿命一般为33年，为保持管道预期设计寿命，管道使用单位都制定了严格的管道定期检测和日常维护计划，同时十分重视管道的管理、检查和维护工作，有些国家则把管道线路的腐蚀和泄漏检测纳入SCADA系统。 在役埋地管道的剩余寿命预测实际上是一个涵盖管道在线检测、安全状况评价、剩余寿命预测的一个系统工程。 与设计寿命密切相关的是埋地管道的诊断问题。所谓管道腐蚀剩余寿命的基本概念是管道个别地段的剩余使用寿命。对个别管道的持续运行寿命进行诊断，不仅可预防未来可能发生的故障，而且会对管道运行制度和预检修措施进行正确的规划。在很多情况下，还可使这段管道在降低负荷的条件下继续利用其有效期。为此，应将整个埋地管道线路划分成各自不同的典型地段（如按规则规定划分为四种地段），在此基础上进行危险区段的剩余寿命预测。 对管道内、外部结构进行早期诊断，可预测管道剩余使用寿命。埋地管道失效多数情况下是由管体外部腐蚀造成的，其主要机理是土壤的电化学腐蚀。根据管道失效的特点可将腐蚀缺陷分为均匀腐蚀、局部腐蚀和点腐蚀三大类，但因腐蚀影响因素具有极大不确定性，以及缺陷的发生和发展的不确定性（特别是对点蚀），需要从概率统计的角度出发对整条管线或整个管段的剩余寿命进行统计分析，找出其统计规律。 管道本体存在的裂纹也是影响管道使用寿命的重要因素，裂纹的扩展速度会严重影响管道的剩余寿命。所以管道剩余寿命预测中还包括低周疲劳裂纹扩展寿命评估方法，主要是规定当裂纹尺寸达到某一给定长度时的疲劳周次为疲劳裂纹的萌生寿命。但由于裂纹萌生过程中存在很大的随机性，即使同一材料在其相邻区域上截取不同的试样，同一裂纹长度指标对应的循环周期可能处于裂纹扩展的不同阶段。所以也需要利用恰当的物理模型与统计方法确定一种可靠的裂纹尺寸与寿命的关系。 研究表明，金属的老化效应和管道表面的腐蚀损伤会导致管材脆变，从而改变材料的塑
疲劳寿命预测方法
疲劳形成寿命预测方法 10船 王茹娇 080412010035 疲劳裂纹形成寿命的概念 发生疲劳破坏时的载荷循环次数，或从开始受载到发生断裂所经过的时间称 为该材料或构件的疲劳寿命。 疲劳寿命的种类很多。从疲劳损伤的发展看，疲劳寿命可分为裂纹形成和裂 纹扩展两个阶段：结构或材料从受载开始到裂纹达到某一给定的裂纹长度a0为 止的循环次数称为裂纹形成寿命。此后扩展到临界裂纹长度acr 为止的循环次数 称为裂纹扩展寿命，从疲劳寿命预测的角度看，这一给定的裂纹长度与预测所采 用的寿命性能曲线有关。此外还有三阶段和多阶段，疲劳寿命模型等。 疲劳损伤累积理论 疲劳破坏是一个累积损伤的过程。对于等幅交变应力，可用材料的S —N 曲 线来表示在不同应力水平下达到破坏所需要的循环次数。于是，对于给定的应力 水平σ，就可以利用材或零部件的S —N 曲线，确定该零件至破坏时的循环数N ， 亦即可以估算出零件的寿命，但是，在仅受一个应力循环加载的情况下，才可以 直接利用S —N 曲线估算零件的寿命。如果在多个不同应力水平下循环加载就不 能直接利用S —N 曲线来估计寿命了。对于实际零部件，所承受的是一系列循环 载荷，因此还必须借助疲劳累积损伤理论。 损伤的概念是，在疲劳载荷谱作用下材料的改变（包括疲劳裂纹大小的变化， 循环应变硬化或软化以及残余应力的变化等）或材料的损坏程度。疲劳累积损伤 理论的基本假设是：在任何循环应力幅下工作都将产生疲劳损伤，疲劳损伤的严 重程度和该应力幅下工作的循环数有关，与无循环损伤的试样在该应力幅下产生 失效的总循环数有关。而且每个应力幅下产生的损伤是永存的，并且在不同应力 幅下循环工作所产生的累积总损伤等于每一应力水平下损伤之和。当累积总损伤 达到临界值就会产生疲劳失效。目前提出多种疲劳累积损伤理论，应用比较广泛 的主要有以下3种:线性损伤累积理论，修正的线性损伤累积理论和经验损伤累 积理论。 线性损伤累积理论在循环载荷作用下，疲劳损伤是可以线性地累加的，各个 应力之间相互独立和互不相干，当累加的损伤达到某一数值时，试件或构件就发 生疲劳破坏，线性损伤累积理论中典型的是Miner 理论。 根据该理论，假设在应力i σ下材料达到破坏的循环次数为i N ，设D 为最终 断裂时的临界值。根据线性损伤理论，应力i σ每作用一次对材料的损伤为i N D /， 则经过i n 次后，对材料造成的总损伤为i i N D n /。
国内外高速铁路线路养护维修浅析概要
国内外高速铁路线路养护维修浅析 1 国内外线路养护维修概况 1.1 我国线路养护维修简介 我国铁路线路养护维修主要是贯彻“ 预防为主, 防治结合, 修养并重” 的维修原则, 按照设备技术状态的各种变化不同程度地进行相应的维修工作。线路检测以人工每月检查为主, 轨道检查车主要负责线路的动态检查。铁路线路的养护维修按周期有计划地进行, 分为综合维修、经常保养和临时维修。 线路是列车高速、安全运行的基础设施, 不论是整体, 还是各组成部分都要有一定的坚固性和稳定性。受自然条件的影响和列车荷载的作用, 线路设备的技术状态不断地发生变化。为适应高速运行和繁重运输任务的需要,必须采用先进的技术手段加强线路的养护维修工作, 以保证线路的质量和行车安全。世界上一些国家在高速铁路线路的养护维修方面进行了大量的探索和实践。正确地认识和理解国外的实践成果, 结合我国客运专线线路设备的特点, 找出适合线路检修的模式,是尽快提高我国线路检修水平的捷径。 1.2 国外高速铁路的发展及其养护维修特点 国外高速铁路发展三十多年, 尤其是近十多年以来迅猛发展飞速发展。世界铁路处在各种交通运输的激烈竞争中, 取得了高新技术, 在某种程度上, 铁路线路的质量代表了铁路技术的水平和行车速度的高低,而保证线路质量的关键是做好线路维修养护。 国外铁路发展的共同特点是想将线路变为少维修或不维修的轨道, 以省力、经济、高效的新型线路维修为目标。维修水平主要表现在采用先进的检测系统、高度机械化作业方式、科学诊断和自动化管理方面。 国外铁路的研究及经验证明 :在线路方面直接影响、控制行车速度的主要因素,一是线路的平、纵断面 :另一是线路的平顺性。日本铁道线路专家佐藤吉彦在一
金属疲劳寿命预测
金属疲劳寿命的预测 摘要 当一个金属样品受到循环载荷时，大量的起始裂纹将在它的体内出现。样品形成了有初始裂纹的样本：样品越大，样本也越大。在作者先前的研究中表明，在极值统计的帮助下，通过估计最大预期裂纹深度能够预测疲劳极限。本来表明，在一个类似的方式下，疲劳极限以上的疲劳裂纹萌生时间是可以预测的。用最小的分布可得到最短预期初始时间的预测，代替了用最大分布估计最大裂纹尺寸，并以广泛的实验数据获得了好的赞同。 本文为构件的总的疲劳寿命估计提供了一种新的方法。当得知了预计的裂纹萌生寿命和临界裂纹尺寸时，稳定的裂纹扩展就能通过Paris law计算出来。总的疲劳寿命的估算值是裂纹萌生和裂纹扩展的总和。本文介绍的是：为发现任何一种材料裂纹萌生寿命而相应的构建设计曲线的方法。 1、介绍 估计金属构件疲劳寿命的最古老和最常用的方法是S-N曲线，尽管它的缺点众所周知。其中之一是，因观察试样缺口的光滑程度不同而使得疲劳寿命有很大的不同。有些手册尝试通过为不同的应力值浓度的因素单独设计曲线解决这个问题，如Buch。其被当时看作是避免这一问题的局部应变方法。在这种方法中，提出了无论试样的形状如何，相同的应变振幅总是相同的疲劳寿命。 一个构件的总疲劳寿命可以分为3个阶段：裂纹产生、裂纹稳定扩展和裂纹失稳生长。最后一个阶段很迅速，在估计总的疲劳寿命时可以在实际工作中忽略。利用LEFM可获得裂纹稳定生长的可靠样本。不同几何的应力强度因子和所收录例子的大量的公式都可在文献中找到，并且权函数的使用为扩展这种方法的使用提供了可能性。 用类似LEFM的方式对裂纹初始相位的建模，或裂纹的扩展做了很多的尝试，例如：Miller，Austen，Cameron and Smith。另一种方法是用局部应变方法仅对初始寿命进行估计，然后用LEFM和一个合适的计算机程序完成对总疲劳寿命的计算。 经Makkonen研究表明，统计方法能够用来预测金属构件的疲劳极限。当一个构件受到交变载荷时，大量的微裂纹将在它的内部产生，裂纹的数量取决于试样的大小。运用极值统计法来计算裂纹样品类型中的最大裂纹的估计值成为可
高速铁路用钢轨的若干问题
收稿日期:20031222 高速铁路用钢轨的若干问题 周清跃 张银花 陈朝阳 (铁道科学研究院铁道科学技术研究发展中心 北京 100081) 摘 要 钢轨是轨道结构的重要部件,是高速铁路重要的基础设施。根据高速铁路钢轨的服役条件以及出现的伤损特点,提出了高速铁路钢轨应重点关注的性能指标,介绍国外高速铁路采用的钢轨强度等级,论述国内钢轨生产厂家应进行的技术改造,讨论了高速铁路采用长定尺钢轨的可行性包括长定尺钢轨的生产、运输、焊接,以及钢轨焊接体系。 关键词 高速铁路 长定尺钢轨 技术要求 技术改造 1 高速铁路用钢轨及其主要伤损 日本新干线早期采用断面为50T 的普通碳素热轧钢轨,后期改用强度等级为800MPa 的60kg 普通碳素热轧钢轨,使用中钢轨出现的主要损伤为轨头踏面的黑斑(dark spot )以及钢轨焊接接头部位的低塌所引起的波状磨损[1]。 钢轨轨头踏面的黑斑主要发生在列车的加速驱动以及减速制动区间,在高速行驶车轮的转动作用下,引起钢轨轨顶表面0105～012mm 的表层金属加工硬化。此加工硬化层将成为剥落损伤的起源(或核),随着通过总重的增加,黑斑缺陷发展成纵向水平裂纹甚至引发钢轨断裂。日本学者称这种伤损为钢轨中的癌症[2,3]。 高速铁路列车轴重轻,运行速度快,钢轨磨损轻微。钢轨表面的伤损以接触疲劳伤损以及短波波磨为其主要特点。目前,高速铁路比较发达的许多国家除了正在积极研究和试验由具有优良抗表面伤损性能的新材料制成的钢轨如贝氏体钢轨外,主要采用对钢轨进行定期打磨的办法来解决这种接触疲劳伤损。钢轨打磨还能去除引起钢轨剥落的表面细微裂纹并降低钢轨与车轮接触面发生的转动噪声。 焊接接头是无缝线路的薄弱环节。焊接接头的平直度以及轨顶面的硬度是否与母材匹配,将决定其在使用过程中是否出现低塌以及影响列车平顺运 行,严重时将发生焊接接头断裂。如日本东海道新干线在运行初期钢轨伤损大部分(约占80%)发生在铝热焊接头处[1]。从日本的情况来看,铝热焊接头强度难以满足铁路高速运行的需要。 而法国的情况与日本不同[4]。法国高速铁路早期采用60kg/m UIC700普通热轧钢轨,后来采用60kg/m UIC900A 普通热轧钢轨,从1983年开通运营至2001年,断轨80起,其中30%断在焊缝上,而这30% 的焊缝断头中有9/10断在铝热焊焊缝处。从绝对数量看,法国高速铁路最薄弱的铝热焊缝断头率年平均1起左右,而钢轨其它部位的折断率为年平均3起左 右(后者发生在钢轨母材上的断裂主要是由于钢轨擦伤以及道碴飞溅打伤钢轨造成的),这说明铝热焊接头虽然是无缝线路的薄弱环节,但从铝热焊技术本身而言是可以满足高速铁路使用要求的。 2 高速铁路对钢轨的基本要求 针对高速铁路钢轨的服役条件以及出现的伤损特点,要求钢轨钢质洁净,钢轨表面尤其轨头表面基本无原始缺陷,几何尺寸精度高、平直度好。 (1)钢质洁净 材质内部高洁净是对高速铁路钢轨的最基本要求。钢质洁净有利于提高其抗疲劳性能。 (2)表面基本无缺陷 钢轨表面基本无原始缺陷不仅对保证钢轨安全使用有益,而且可以减少表面接触疲劳伤损的出现,延长钢轨的使用寿命。 ?铁道/道路?
高速铁路钢轨预打磨技术
高速铁路钢轨预打磨技术 以开行CRH380A高速动车组为标志、时速高达350公里的高速铁路，不仅对轨道几何尺寸提出了很高要求，而且对钢轨轨面状态和轨头轮廓提出了极高要求。由于钢轨在制造、运输、焊接、铺设等环节存在难以避免的缺陷或病害，新铺设钢轨难以完全适应动车组高速平稳运行要求，轴向加速度、减载率、动力学指标无法有效控制，人体感觉有晃车、抖动等不良反应，严重影响列车运行品质，甚至威胁高速行车安全。2010年，上海客专维修基地精心组织、全力以赴，以最快速度消化吸收新型引进装备--PMC-96C钢轨打磨车设备技术，联合铁道部科学研究院、同济大学和设备制造商美国HTT 公司，分析研究高速铁路轮轨接触病害，科学试验作业效果，攻克打磨作业技术关键，在全路率先成功运用96头钢轨打磨车实施高速铁路钢轨预打磨，出色完成沪杭、沪宁城际高铁和京沪高铁先导段打磨任务，取得很好效果。 一、高速铁路轮轨接触病害分析 早在2010年我国武广高速铁路试运行期间，曾发生连续晃车报警致动车组自动停车。3月初，铁道部高速技术组在组织调研动车晃车原因分析时，发现除钢轨顶面正常轮轨接触光带外，钢轨内侧圆弧角处也出现明显接触光带，形成轮轨之间在同一钢轨断面的两处接触，即“双光带”，其表现形式或连续、或间断、或单侧、或双侧，这种“双光带”问题在我局先期开通运营的沪宁城际高铁也普
遍存在，是造成动车晃车的重要原因。 法国高速铁路铺设UIC60标准钢轨，设计轨底坡为1:20。我国高速铁路铺设U71MnK标准钢轨，钢轨轮廓与UIC60标准钢轨相同，但设计轨底坡1:40，与我国铁路普通既有线一致。显而易见，与1:20轨底坡设计相比，1:40的轨底坡减少了钢轨内倾幅度，钢轨内侧圆弧角相对抬高了0.9mm，这是导致其与车轮轮缘之间构成不良接触的结构性原因。为此，同样采用1:40轨底坡设计的德国高铁，于2003年起铺设修正轨廓的60E2型钢轨。 当然，如果改变轨底坡设计，必须改动轨下基础即轨道版或轨枕设计，对已经开通运营的数千公里高速铁路来说，不但影响巨大，而且即使改变成1:20轨底坡，也很可能导致钢轨外侧过高，轮轨接触光带外移，显然也不能保证最佳轮轨关系，同样可能影响动车组平稳运行。因此，保留1:40轨底坡设计不变，在高速铁路精调以后开通运营之前，通过钢轨打磨，即高速铁路钢轨预打磨，“修正”（实际上是“改变”）钢轨轮廓，是消除轮轨接触病害，实现良好轮轨关系的唯一途径。这可能意味着，要利用打磨车“制造”出中国高铁的60E2钢轨。 此外，钢轨制造、运输、铺设施工中无法避免的断面轮廓尺寸误差、轨面不平顺、轨头扭曲变形，尤其是焊接接头对轨错牙、扭曲、打磨质量难以控制等产生的局部不平顺和前后相邻轨顶面连续性不良，均在不同程度上加剧影响动车组运行品质，表现为晃车、抖动等人体感觉不良和水加、垂加等动态指标不佳，也需要通过钢
浅谈高速铁路钢轨伸缩调节器施工工艺
浅谈高速铁路钢轨伸缩调节器施工工艺 京沪高速铁路设计的时速为350公里/小时，对轨道的平 顺性要求非常高，同时大胜关长江大桥有砟轨道是全线的关键段，要达 到这么高的平顺性，对大胜关伸缩调节器的铺设提出了很高的标准。 标签：高速铁路大胜关长江大桥有砟轨道伸缩调节器 1 工程概况 新建京沪高速铁路JHTJ—5标大胜关大桥有砟轨道，施工里程DK998+369~DK1002+227，跨混凝土连续梁及钢梁上，有砟与无砟之间设过渡段，正线设计双线、线间距为5米。线路纵断面设计为5.9‰上坡及5.9‰下坡组成的人字坡，竖曲线半径为35000米，正线轨道设计为跨区间无缝线路。在DK999+844和DK1001+153里程处分别设计两组伸缩调节器。 2 施工准备 伸缩调节器存储场是进行伸缩调节器铺设的总后方，在存放的过程中为了防止由于长期放置产生变形，存放场地的选址必须保持平整、路基满足强度、便于流水等条件。同时为了伸缩调节器部件不受到污染，还需采取遮盖措施。 伸缩调节器通过汽车运输到达我铺轨基地后，选取合理的存放场地、选用合格的吊装设备、通过自制的扁担梁将伸缩调节器吊卸至指定位置，采取有效的保护措施。 3 伸缩调节器运输 行车安全是伸缩调节器运输作业的重中之重。为了保障伸缩调节器运输至铺设地点，需配备足够的运输人员，制定完善的管理制度。 3.1 根据运输距离，成立运输组织机构，配备足够的运输人员。 3.2 依据《铁路技术管理规程》相关规定并结合工程运输生产实际，制度运输组织和各项规章制度、岗位责任制、技术安全措施，以保障工程运输安全通畅。 3.3 工程运输所配备的运输设备（施）应状态良好，并按规定进行保养、维修。 3.4 根据运输线路的实际情况，制定相应的运输线路巡检办法，确保行车安全。
高速铁路钢轨磨耗的分析研究
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/0111273169.html, 高速铁路钢轨磨耗的分析研究 作者：于家敏 来源：《科学与财富》2020年第02期 摘要：高速铁路列车轴重轻，速度快，钢轨的磨耗有其自身的特点，本文作者通过对全国主要著名的几条高速铁路钢轨磨耗情况的长期跟踪观测，重点分析与总结了高速铁路钢轨的磨耗特点。通过结果表明：高速铁路直线段钢轨的垂直磨耗量与磨耗速度相对比较小，而小半径曲线地段钢轨的侧面磨耗严重，已影响到钢轨的使用寿命。建议在小半径曲线地段使用在线热处理钢轨，同时进行钢轨润滑，以减少钢轨磨耗。 关键词：高速铁路;钢轨;垂直磨耗;侧面磨耗 引言钢轨磨耗是影响钢轨使用寿命的重要因素，按照磨耗的部位的不同，钢轨磨耗分为垂直磨耗与侧面磨耗，其中垂直磨耗在钢轨轨顶面宽三分之一处，距标准工作边测量，侧面磨耗在钢轨踏面，按标准断面下的16毫米处测量。目前，普通速度的钢轨的垂直磨耗，侧面磨耗重伤标准分别是11毫米与19毫米，高速铁路钢轨的垂直磨耗，侧面磨耗重伤标准分别是10毫米和12毫米。直线段钢轨的磨耗以垂直磨耗为主，而曲线段钢轨上股以侧面磨耗为主，下股以垂直磨耗为主。 高速铁路列车轴重轻，速度快，钢轨的磨耗有其自身的特征。我国高速铁路钢轨磨耗虽然己经开展了一些研究。但由于我国高速铁路尚处于运营初期，高速铁路钢轨的磨耗特征及规律还需要持续的跟踪研究。本文通过对我国高速铁路钢轨磨耗情况的长期跟踪测量，分析总结了高速铁路钢轨磨耗的一些规律及特点。研究结果表明：尖轨和基本轨磨耗发展呈现逐渐收敛的趋势;基本轨垂向磨耗在轮载过渡区前后较大，在轮载过渡区相对较小，直尖轨垂向磨耗比曲尖轨更严重;曲尖轨侧向磨耗明显大于直尖轨，在轮载过渡区前侧向磨耗较小，轮载过渡区侧向磨耗明显，基本轨侧向磨耗主要集中在尖轨前端及岔前区域，直基本轨侧向磨耗比曲基本轨更严重。试验结果可为磨耗仿真研究提供试验验证，同时可为高速道岔的养护维修提供科学指导。 一.磨耗的跟踪观测情况 从2008年我国第一条高速铁路开通以来，开始对多条高速铁路钢轨的磨耗情况进行了长期的跟踪观测，测点布置及观测时间。利用轨头廊形测量仪对钢轨测点测量了轨头外形，然后利用软件计算出钢轨的垂直磨耗和侧向磨耗。 二.磨耗的分析与结果 1.直线段钢轨外形与磨耗情况
浅谈京广高速铁路更换钢轨施工流程
浅谈京广高速铁路更换钢轨施工流程 【摘要】京广高速铁路客运专线（简称“京广高铁”）是以客运为主的高速铁路。2009年12月26日，京广高铁武广段开通运营。是世界上运营里程最长的高速铁路，其建设难度大，技术水准高，专业接口多，环保要求高。本文主要以阐述京广高速铁路更换钢轨施工流程 【关键字】京广高速铁路；钢轨；施工流程 京广高速铁路客运专线（简称“京广高铁”）是以客运为主的高速铁路。它北起首都北京，南到广州，经过北京、河北、河南、湖北、湖南、广东6省（直辖市），全程2298公里，是世界上运营里程最长的高速铁路。设计速度350公里/小时，现运行速度降为310公里/小时。2009年12月26日，京广高铁武广段开通运营。2012年9月28日，京广高铁郑武段开通。2012年12月26日，世界上运营里程最长的高速铁路――京广高铁正式全线贯通运营。 一、京广高速铁路的意义 京广高铁郑州至武汉段通车运营后，对于方便中原地区与东、西部地区之间的人员流动，促进沿线经济社会发展，推动中部崛起、西部大开发发展战略的实施具有十分重要的意义。
1、积极促进沿线经济社会发展。 京广高铁郑州至武汉段将使沿线各城市定位和布局重 新得到评估，一些城市将在高铁带动下焕发出新的发展活力，高铁周边城市在高铁圈中心城市的辐射带动下也将快速发展。京广高铁郑州至武汉段将在优化资源配置和产业布局、促进区域经济协调发展、降低社会物流成本、构建高效综合运输体系、促进城镇一体化进程等方面，都将发挥巨大的作用。 2、密切中部地区与珠三角地区的联系，构建贯穿南北的大能力运输通道。 京广高铁郑州至武汉段通车运营后，将此前已经通车运营的郑州至西安高铁与武汉至广州、广州至深圳高铁贯通，形成一条纵贯南北、连接西部的大能力高速铁路通道，西安、郑州、武汉、长沙、广州、深圳等城市间可乘坐高铁相互直达，并在武汉与汉宜铁路、合武铁路相连，为广大旅客出行创造了更为安全、快速、便捷、舒适的条件。同时，这条高铁与既有京广线基本平行，建成后将有效释放既有线货物运输能力，有力缓解既有京广线运能紧张状况，完善铁路网结构，提高铁路货物运能力。京广高铁郑州至武汉段通车后，将与既有京广线、京港澳高速公路一起，形成贯穿我国南北，联系珠三角地区、港澳地区与中西部地区的高速度、大能力运输通道。
中国高速铁路发展及其经济影响分析
西南交通大学学报(社会科学版) 2010年10月J OURNAL OF SOUTHWEST JI A OTONG UN I V ERSI TY O ct .2010第11卷 第5期 (Socia l Sciences) V o.l 11 N o .5 收稿日期: 2010-06-06 作者简介: 王顺洪(1963-),江苏宜兴人。教授,博士生导师,主要从事思想政治与道德教育、工程项目管理研究。E -ma i:l w ang413@s w jtu .edu .cn 。 中国高速铁路发展及其经济影响分析 王顺洪 (西南交通大学党委办公室,四川成都610031) 关键词: 高速铁路;建设与运营;纽带与动脉;低碳节能;同城效应 摘 要: 高速铁路是高新技术的系统集成,其建设和运营反映了一个国家的科技实力。我国高速铁路建设始终得到党和政府的高度重视,实现了科学的、又快又好的发展,取得了举世瞩目的成就。高速铁路建设与发展对我国经济发展起到了重要的纽带与动脉作用,高速铁路运输的低碳、节能功能明显,已经成为我国现代化交通体系的主干。同时,高速铁路发展还将促进同城效应的出现,产生政治、经济、文化等发展的新的增长点,有利于推动区域和城乡协调发展;将对就业和工业发展起到积极的带动和促进作用,对国家战略与安全的作用也不可低估。 中图分类号: F 062.4 文献标志码: A 文章编号: 1009-4474(2010)05-0065-05 The Develop m ent of China p s H igh -Speed Rail w ay and Its Econo m ic Influence WANG Shun -hong (CPC C o mm ittee Office ,Southw est J iaotong University,Chengdu 610031,China ) K ey w ords :high speed ra il w ay ;construction and operati o n ;li n k and arter y ;l o w carbon and ener gy sav i n g ;sa m e city effect Abstract :H igh speed rail w ay is the syste m a tic i n tergrity of high techno logy .Its construction and operation reflect a countr y p s scientific and technolog ical po w er .China p s constr uction of h i g h speed ra il w ay ,fro m the beg i n n i n g ,has been e m phasized by the CPC and the governm en,t and realized its scientific and fast deve l o pm en,t and g reatl y infl u enced Ch i n a p s econo m y .H i g h speed ra il w ay ,as li n k and arter y ,w ith its lo w carbon and energy sav ing f u nction,tur ns out to be t h e backbone o f Ch i n a p s m oder n transportation syste m.M eanwh il e ,its deve l o p m net pro m ote the sa m e city effec,t generate ne w increasing po i n ts i n po litics ,econo m y ,and cult u re .It enhances the coordinati o n a m ong reg i o ns and to w nsh i p s ,and drive the e m ploy m ent and i d ustrial developm en,t and its e ffect on nati o na l strategy and secur ity shou l d not underesti m ated . 高速铁路是一个具有国际性和时代性的概念。1985年5月,联合国欧洲经济委员会规定,列车运行速度为客运专线时速300公里、客货混线时速250公里以上的铁路为高速铁路。l 996年,欧盟在96/48号指令中明确:在新建高速专用线上运行时速至少达到250公里的铁路可称作高速铁路。国际铁盟认为,各国可以根据自身情况确定本国高速铁路的概念,在既有线上提速改造,时速达到200 公里以上,也可称为高速铁路。高速铁路建设与发展实践向我们昭示了:它是一个集各项最先进的铁路技术、先进的运营管理方式、市场营销和资金筹措于一体的十分复杂的系统工程,具有高效率的运营体系,包含了基础设施建设、机车车辆配置、站车运营规则等多方面的技术与管理。随着近年高速铁路在中国的快速发展,中国人民在体会了它的快捷便利的同时,也体会到了它对经济发展的巨大拉