重载对铁路轨道结构破坏作用
万吨重载列车对轨道动态影响及轨道管理措施分析
图 1 两股 轨 道 位 置 的定 义
2 测 试 结 果及 分 析
万 吨列 车 的编组 中 , 车辆 的数量相 比 , 车数 与 机
高分 别为 5 m 和 9 mm, 5m 0 夹直 线 长度 仅 4 .1 坡 38 m, 度 为 1. o 08 。上行 测 试列 车 为 S 车 1 % S机 台+ 4辆 5
第 6期
毕正 玉: 万吨重载列车对轨道动态影响及轨道管理措施分析
・ 1・ 8
量 较少 , 车辆 对轨 道 的作 用 占较 大 的 比重 『 因此 , 3 1 . 在 下 面 的分 析 中 . 以车辆 比较 分析 为 主 。
221 轮轨 横 向力和轮 对横 向 力 .. 万 吨编组 的 C 0 7 A列 车和正常编 组的 C 0 7 A列车
较为敏感。 在此基础上, 从加强轨道结构、 加强轨道检测和监测 、 改进养护维修方法和加强科研攻关
等 方面 , 出 了保证 万吨列 车安全运 行 的轨 道管理措 施 。 提 关键词 :重载铁路 万吨 列车 轨道 动 态影响 轨道管理 中图分 类号 : 2 32 U 1. 文献标识 码 : B 文章 编号 :6 2 8 0 2 0 0 — 0 0 0 1 7 —3 8 ( 0 9)6 0 8 — 5
轨 垂直力 平 均值 , 上行 轮轨垂 直 力如 下 图 2所示
() a 内轨 / 左轨 横 向力 最 大 值 比较
()内 轨, 轨 垂 直 力 平 均 值 比较 a 左
( ) 轨 / 轨横 向力 最 大 值 比较 b外 右
图 3 万吨列车与正常编组列车的轮轨横 向力最大值比较
( ) 轨/ 轨 垂 直 力 平 均 值 比较 b外 右
C 0 型车 辆+ S 机车 1台+ 4辆 C 0 7A S 5 7 A型 车辆 + 救
重载铁路运输轨道结构面临的主要问题及强化措施
线路/路基收稿日期:20050613作者简介:杨德修(1972 ),男,工程师,1993年毕业于西南交通大学铁道工程专业,工学学士。
重载铁路运输轨道结构面临的主要问题及强化措施杨德修(铁道第三勘察设计院线路处,天津 300142)摘 要:发展重载铁路运输是我国当前解决运力紧张的有效措施,但大轴重、高密度运输条件加剧了轨道的破坏,缩短了轨道养护维修的周期。
只有不断深入地研究轨道破坏的机理,多角度完善和强化轨道结构,认真探求运营安全与养护维修的合理匹配,才能确保重载铁路整体效益的最大化,确保行车安全和畅通。
关键词:重载铁路;轨道结构;问题;措施中图分类号:U 296,U 213 2 文献标识码:B 文章编号:10042954(2005)12001002发展重载运输,大幅度提高列车重量,是我国铁路提高综合运输能力,降低运输成本,达到少投入,多产出,获得最佳经济效益的重要途径,发展重载运输也是世界上一些幅员辽阔、大宗散装货物运输量大的国家共同的趋势。
1 我国重载铁路轨道破坏的基本状况从对轨道的破坏影响看,我国铁路重载运输的主要特点是货物运输重载化、快捷化。
列车重量大幅度增加,行车密度进一步提高,在客货混运的繁忙干线上,旅客列车的运行速度也在不断提高,线路的年通过总重越来越大。
轨道在这样的重载运输条件下,其基本的工作特征和破坏形式,均较传统的轨道发生了显著的变化。
根据轮轨相互作用原理,重载列车在起动、加速或制动、减载等不同工况条件下,轨道将承受列车因改变运动状态而产生的惯性力。
由于重载列车牵引重量较大,因而产生的惯性力也较普通列车大,这一巨大的惯性力,将通过列车车轮作用于钢轨,使钢轨承受一个很大的附加纵向力作用,这一作用力若作用在曲线轨道上,将产生作用于曲线外股钢轨上较大的横向水平分力,钢轨外轨侧面磨耗加大,钢轨的横向挤开量也加大,机车车辆脱轨掉道的可能性加大。
2 不同运营条件下轨道破坏的研究分析在重载线路上使轨道丧失其承载能力主要特征是钢轨疲劳伤损的积累、曲线轨道的轨头侧磨或波磨超限和轨道残余变形的积累。
铁道工程电子教材-3轨道结构力学分析资料
第一节概述轨道结构力学分析,就是应用力学的基本理论,结合轮轨相互作用的原理,分析轨道在机车车辆不同的运营条件下所发生的动态行为,即它的内力和变形分布;对主要部件进行强度检算,以便加强轨道薄弱环节,优化轨道工作状态、提高轨道承载能力,最大眼度地发挥既有轨道的潜能,以尽可能少的投入取得尽可能高的效益。
此项工作还可以对轨道结构参数进行最佳匹配设计,为轨道结构的合理配套和设计开发新型轨道结构类型及材料提供理论依据。
因此,轨道结构力学分析是设计、检算和改进轨道结构的理论基础。
随着铁路运输向高速、重载方向的发展,运量大、密度高的状况都将对轮轨运输系统提出更多、更新的要求。
行车速度愈高,安全问题愈突出,要保证高速列车运行平稳、舒适、不颠覆、不说轨。
运载重量愈大,轮轨之间的动力作用越强,对轨道结构的破坏作用也越严重。
因此,进一步深入研究轮轨相互动力作用规律,寻求降低轮轨相互作用的途径,对于保证轨道的强度和稳定,减少维修工作量,延长设备使用寿命都具有十分重要的现实意义。
分析轮轨相互作用的动力响应,首先应建立一个能较真实地反映轨道结构和机车车辆相互作用基本力学特征的模型,模型的选用取决于研究问题的侧重点及分析的目的,抓住主要环节,略去次要因素,既要求计算简单又要求有必要的精度,历来是简化分析模型的一条根本原则。
在研究轨道结构的动力响应时,人们往往以轨道部分为主体,在模型中反映得要详细些,而对机车车辆部分则简化作为一个激扰源向主系统输入,按照激扰输入--传递函数(系统特性)--响应输出的模式来分析轨道系统的振动。
结构物的动力行为根本不同于其静力行为,前考比后者要复杂的多。
由于机车车辆簧上及簧下部分质量的振动而产生的,作用于轨道上的动荷载,其频率较整个轨道,尤其是较钢轨的自振频率低很多,且碎石道床具有很高的阻尼消振作用,故而不能充分激发起轨道的振动,这种动荷载对轨道所产生的作用基本上相当于静荷载,基于这种认识,发展起来的传统的轨道强度计算理论与方法已形成比较成热的体系。
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。
重载铁路线路养护的探讨
重载铁路线路养护的探讨1 重在铁路线路设备养护的现状由于重载铁路线路存在运输量大和轴重大的特点,这就必定会导致铁路轨道承受过大的负荷,使铁路轨道整体结构和其他位置的部件损坏速度加快,同时也加快了轨道变形的速度,进一步给重载铁路线路的修理和养护工作带来困难,增加养护本钱。
通常状况下,重载铁路线路结构的破坏主要以下几种形式:轨道钢轨外表不光滑、轨道部件破坏严峻以及线路消失严峻下沉。
由相关资料分析得知,轨道道床的破坏和通过线路的总重量是线形关系,而路基发生变形主要是由通过的总重量太大导致的,路基变形就会在轨道变形上直接表现出来,这就最终导致重载铁路线路修理和养护工作难度的加大。
2 重载铁路线路养护工作的重要意义铁路线路是一个整体的运输体系,主要由路基、铁路轨道和铁路桥隧建筑物构成,他们各自发挥着相应的作用,假如其中任何一个组成部分被破坏或者是发生改变,都会影响整个铁路线路的正常运作。
铁路线路设备是铁路正常运行的最基础保证,由于受常年的风雨冻融和列车超荷载的影响,这些设备的部件会不断转变,铁路路基和轨道道床也会发生变形,影响整个铁路线路设备的运行状态。
做好重载铁路线路的修理和养护工作,保持轨道设备和完好和质量良好,就能够很好地保证列车运行的平安性和稳定性,同时能够使线路轨道的使用周期延长,进而推动铁路运输企业经济效益的提升,使人民的生命平安和财产平安得到很好的保证。
3 重载铁路线路的养护措施和方法针对重载铁路线路目前存在的问题,对重载铁路线路的养护和修理主要从轨道结构配件、轨道道床的运行状态、轨枕之间的距离、轨枕表层弹性以及钢轨状态等方面入手。
(1)轨道养护和修理的一个主要方面是线路轨道尺寸的规正。
铁路工务的主要工作内容是进行线路轨道尺寸的规正。
列车在运行时的'重复震惊和过量荷载会使线路发生变形,进而导致轨道平面不光滑,反过来,又会加大列车对线路的破坏。
尤其是对于重载铁路,由于其承受的重量和列车运行的密度都很大,会进一步加快线路轨道尺寸大小转变的速度。
轨道结构答案
第一章1。
简述轨道结构的作用及特点。
答:轨道结构的作用是引导机车车辆的运行,直接承受来自车辆的荷载,并将荷载传至路基或桥隧结构物。
有足够的强度,稳定性,耐久性,并具有固定的几何形位,保证列车安全,平稳,不间断的运行.2. 简述在进行铁路建设时,选择轨道类型时应考虑的因素.答:先确定钢轨类型,然后从技术经济观点出发,确定与之配套的轨枕类型与铺设数量,以及道床的材料与断面尺寸,使之组成一个等强度的结构整体,充分发挥各部件的作用。
3. 对比高速铁路、重载铁路及城市轨道交通的轨道结构异同点.答:高铁路轨道各部件的力学性能,使用性能,组合结构性能都比相应的普通轨道要高许多,必须保证轨道结构具有高平顺性和稳定性。
重载铁路由于轨道承受的荷载大,反复作用破坏严重,所以必须采用强韧化得轨道,以抵御重载列车对轨道结构的破坏,强化轨道结构强度和延长使用寿命,确保列车的运行安全减少养护维修工作量。
城市轨道交通结构简单整体性强具有坚固性稳定性均衡性确保行车安全,平稳舒适.具有足够的强度,刚度,便于施工,易于管理,可靠性高,使用寿命延长,可以减少维护活避免维修,并利于日常的清洁养护,降低运营成本。
要求扣件强度高,韧性好。
采用成熟的新工艺,新技术,新材料,满足绝缘,减振降噪和减轻轨道结构结构自重等需求,尽可能符合城市环境,景观等要求。
第二章1. 有砟轨道结构的主要组成及其功用是什么?答:有砟轨道结构组成部件: 钢轨、轨枕、联结部件、道床、道岔、防爬设备等作用:引导机车车辆运行;直接承受由车轮传来的荷载,并把它分布传递给路基或桥隧构筑物.对轨道结构本身的要求:足够的强度、刚度、稳定性和规定的几何形位;保证列车按规定的速度安全运行,同时满足少维修的原则要求。
2. 钢轨的类型有哪些?钢轨分级使用的含义是什么?钢轨的类型:按《43~75kg/m热轧钢轨订货技术条件》(TB 2344)我国钢轨分为43,50,60,75kg/m四种类型。
高速铁路上重载列车对路基稳定性的影响分析
高速铁路上重载列车对路基稳定性的影响分析一、引言高速铁路系统采用大规模、高强度、高速度的列车来完成任务,这意味着列车的重载问题逐渐成为一个严重的问题。
重载列车对铁路路基的稳定性会产生不利影响。
因此,需要对高速铁路上重载列车对路基稳定性的影响进行分析,并提出合理的解决方案,以确保高速列车的高效运行和安全运行。
二、重载列车对路基的影响1.路基承载力减小重型列车运行时,增加了单轮轴重和轮重,从而对轨道荷载施加了更大的荷载,这会使路基承载力减小。
长期以来,重型列车的运营已经导致了许多铁路路基的损坏,例如路基下的土壤松散和压缩,路基表面的裂缝和损坏等。
2.路基侧移由于重型列车的运营,将会增加垂直和横向荷载,这会导致路基侧移,从而对铁路路基产生不利影响。
路基侧移也会给列车的安全运行带来很大的风险,特别是在高速列车行驶时。
3.铁道不平对于高速行驶的列车来说,路面的平稳性非常重要。
如果路况不佳,会给车辆的行驶产生很大的抵抗力,从而影响车辆的速度和稳定性。
重载列车的运营,尤其是在曲线上,更容易使铁路变得崎岖不平,从而影响列车的安全行驶。
三、解决方案1.开发更加强壮的轨道设施针对重载列车对铁路路基的损坏,应该采取更加强壮和耐磨的轨道、扣件和其它轨道设施,这样可以减少对路基的损害,使得轨道可以更加耐用。
此外,这些优秀的轨道设施还可以减少工作人员的维护成本。
2.使用新技术随着科学的进步和技术的不断更新,现在已经有很多技术来解决重载列车对铁路路基稳定性的影响。
比如说,在路基基础设计中注重力学和强度的概念,确保路基的承载能力;在涉及铁路土工工程时,可以采用更先进的技术,来保证路基稳定性的提高。
3.监控重载列车行驶在重载列车运营过程中,需要加强对列车的实时监控。
这样可以通过及时的预警措施,来降低列车在行驶过程中对路基的损害,以便提高列车的安全性和稳定性。
四、结论总之,重载列车对高速铁路路基的影响是实实在在的。
这种影响不仅会增加路基的损坏风险,而且会对列车的行驶安全带来不利影响。
试析重载铁路轨道的维修与养护措施
试析重载铁路轨道的维修与养护措施重载铁路最主要的特点是运量大和轴重大,这两大特点必然使轨道结构承受较大的荷载,随着机车车辆的不断碾压和长期列车荷载的作用,铁路线路的轨道几何尺寸不断变化,路基及道床不断产生变化,钢轨`连接零件及轨枕不断磨损,致使线路设备的技术状态不断地发生变化,并且造成轨道结构及其部件的破坏速度较普通线路快,线路变化也增加较大,而且轨道是铁路运输的基础,直接承受由车轮传来的荷载,轨道的几何形位和坚固稳定,直接关系到机车车辆运行安全。
因此,对重载轨道的病害与维修养护措施进行研究,具有重要的经济和社会价值。
一、重载铁路的病害与原因分析重载铁路结构破环的主要形式有铁路部件的破损,钢轨表面的不平和线路的下沉等三种情况,轨道部件伤损和轨面不平产生的主要原因是接头部位的强大冲击力的反复作用,使得这些部位的部件产生疲劳所致。
线路严重下沉主要原因有三方面;(1 )道床的沉陷变形(2)路基病害造成的基床坍塌(3)橋涵两头路基的不均匀下沉。
上述这些都会导致铁路的下沉。
二、重载铁路维修养护措施;(一)、加强铁路轨道几何形位,道床和轨下基础的维修养护。
(1)养护中要加强日常轨道检测,提高检测精度,同时保护轨道结构的各部连结零件齐全有效,对所有连结零件要及时全面复紧,使所有零配件都达到规定的扭力矩,从整体上锁定线路,防止钢轨热胀爬行产生胀轨跑道、绝缘顶坏和冷缩爬行产生轨道缝拉大进而拉断接头螺栓,对所有连结零配件应及时涂油,防止连结零件锈蚀,保证轨道几何尺寸正确,减少重载列车对线路的冲击破坏。
(2)道床是均匀传布荷载,提供轨道纵横向阻力和弹性的重要组成部分。
对于道床,一是要及时进行补充,特别是桥涵两头和路基下沉地段,极易出现石碴缺少病害,这时就要补充石碴,只有石碴补足了才能保持稳定;二是要根据道床的板结情况及时安排相应的清筛,恢复道床的弹性,使道床保持饱满、均匀、清洁、密实和良好的弹性。
(3)轨下弹性垫层是轨道弹性的重要组成部分,它对混凝土枕所受荷载有直接的缓冲和减振作用,改善轨下垫层的弹性不仅可以减小轨道下沉量,而且对于保持轨道的平顺性、减少养护维修工作量有很明显的效用。
重载铁路轨道结构
重载铁路轨道结构我国不少铁路干线都达到了重载铁路的标准。
如何按重载铁路的特点,对这些干线的轨道结构进行加强,对其线路维修养护工作进行改进,以确保这些干线的运行平稳和行车安全,是值得重视的问题。
重载铁路最主要的特点是运量多和轴重大。
这两大特点必然使轨道承受较大荷载,造成轨道结构及其部件的破损加快,线路变形增加,从而使线路的维修养护工作量加大,维修成本增加。
因此选择与重载铁路运量与轴重相匹配的轨道结构及轨道部件,采取相应的线路维修方法与措施,就显得尤为重要。
除轨道部件破损外,轨道破坏的主要形式是钢轨表面的不平顺(波形磨耗等)及线路的严重下沉。
线路的严重下沉主要由两方面原因造成,一是道床发生沉陷变形,二是路基病害造成基床塌陷。
根据日本铁路的研究资料,道床破坏与通过总重成线性关系,而路基破坏则与通过总重的2~4次方成正比。
这就说明,重载列车对路基的破坏更加严重。
由于路基的变形最终反映在轨道的变形上,因而造成线路维修工作量的加大。
但是从治本的角度看,重载铁路不但需要加强轨道结构,而且还应重视路基的加强与维护。
虽然路基在重载铁路中占有重要位置,值得重视。
一重载铁路轨道荷载分析与任何工程结构一样,列车荷载与轨道抗力的相互关系决定了轨道的破损程度和使用寿命。
许多国家在这方面进行了大量的理论与试验研究,提出了各自的观点,但至今尚无公认的结论。
世界上大多数国家采用连续弹性基础梁轨道强度理论对列车荷载作用下轨道的受力与变形进行分析,其中基本公式如:轨道弹性下沉 y=Pβ2k钢轨弯矩 M=P 4β钢轨应力σ=MH枕上压力 R=Pβα2道床应力σb=2R bl其中:P —采用基于连续弹性基础梁理论的轨道强度基本计算时选择一集中荷载;H —钢轨轨底至钢轨中性轴的高度;β—钢轨基础与钢轨的刚比系数β=k4EJ 14;b —轨枕宽度;l —轨枕在道床上的支承长度;α—轨枕的挠曲系数,混凝土枕=1,木枕=0.81~0.92;上表可看出荷载与各种轨道部件性能对轨道受力与变形的影响程度。
重载铁路常见病害及整治养护方法
重载铁路常见病害及整治养护方法摘要:铁路运输永恒的主题是安全生产,安全生产的要害就是确保设备和人身安全。
线路轨道是铁路运输的基础,身为铁路工务部门的一名职工,如何搞好工务线路设备的维修养护工作,为铁路运输安全畅通夯实基础是我的职责,也对确保铁路运输的安全具有极为重要的意义。
下面就结合本人从事工务设备养护、维修心得,谈一下对重载铁路养护维修的一些体会。
关键词:铁路重载工务养护维修策略一、铁路线路、重载铁路的涵义及线路养护的作用和意义重载铁路是指用于运载大宗散货的总重大、轴重大的列车、货车行驶或行车密度和运量特大的铁路。
总重大可达1~2万吨,轴重大可达30吨,行车密度大可达1万吨/千米。
因此,合理养护线路、确保线路质量是保证工务部门安全生产的前提,也是保证铁路运输安全的基础,对企业经济效益的增长、人民生命财产的保障和国民生产总值的提高都有很重要的意义。
二、重载铁路线路的病害产生原因及整治方法分析(一)、轨道结构的养护维修1、重载铁路轨道受力的影响因素与任何其他工程结构一样,列车荷载与轨道抗力的相互作用关系决定了轨道的破损程度和使用寿命。
按照目前国际上普遍采用的连续弹性基础梁轨道强度理论,影响轨道结构受力的因素主要有荷载、轨枕、道床和钢轨四个方面。
⑴、荷载是造成轨道受力的根本原因,荷载与轨道的受力及变形成线形关系,荷载增加的百分数与轨道结构受力及变形增加的百分数基本相同。
⑵、轨枕的影响主要是轨枕间距的影响和轨枕支撑面积的影响。
轨枕间距对轨枕上的压力和道床上的应力影响较大,而对轨道弹性下沉和钢轨弯曲应力影响较小。
每增减一个轨枕根数档次(按照我国1600根/km—1920根/km铺设标准,每增减80根/km为一个轨枕根数档次),枕上压力和道床应力变化3%-4%,而轨道弹性下沉和钢轨应力只变化 1.2%左右。
轨枕支撑面对轨道弹性下沉和道床应力都有明显影响。
⑶、道床刚性对道床应力和轨枕压力影响较大,枕上压力和道床应力与道床钢度成同向变化,且幅度较大。
探讨重载对铁路轨道结构破坏作用分析
探讨重载对铁路轨道结构破坏作用分析【摘要】重载铁路是指用于运载大宗散货的总重大、轴重大的列车、货车行驶或行车密度和运量特大的铁路。
虽然铁路可承受大吨位、超大重量的车辆运行,但在列车长期、不间断运行过程中,也因为重载对铁路轨道结构造成一定程度地破坏。
因此,本文就结合与重载铁路相关的研究成果与数据资料,对重载铁路的轨道结构各方面特点展开论述,并详细分析重载运输对铁路轨道结构的破坏作用,再提出一些针对性建议,以供参考。
【关键词】重载;铁路轨道;结构破坏;作用铁路轨道主要是指由钢轨、轨枕、道床、道岔、联结零件、线路防爬与曲线加强、轨道配套等组成的一种轨道结构。
铁路轨道通过引导机车车辆的运行,来承受由行驶车轮直接传来的荷载,并其将荷载传至路基或桥隧建筑物。
而在重载铁路中,由于铁路具有轴重大、运量多等特点,使轨道所承受的荷载也比较大,这将会加快轨道结构与部件的破坏,加大线路变形的概率,给后期养护、维修等工作带来难度,并导致维护成本的增加。
基于重载对铁路轨道结构造成的破坏,采取科学、合理的措施对这种现象进行改进与加强,已是必然的趋势。
1.重载铁路轨道的荷载与轮轨蠕滑分析1.1重载铁路轨道的荷载在重载铁路中,铁路轨道的抗力与列车荷载之间的相互作用,决定了铁路轨道的使用寿命以及破坏程度,因此,采取科学的方式对重载铁路轨道的荷载进行计算很有必要。
国内外大多采用连续弹性基础梁轨道强度理论,来对列车荷载作用下的铁路轨道变形、受力等情况进行计算与分析,其计算公式如下所示:(代表铁路轨道弹性下沉);(代表钢轨弯矩);(代表钢轨应力);(代表轨道床应力);(R代表枕上压力);(代表钢轨基础与钢轨的刚比系数)。
上式中:表示在连续弹性基础梁理论的基础上,对某轨道强度进行计算时选择的一集中荷载;表示铁路钢轨轨底到钢轨中性轴之间的高度;表示铁路钢轨的宽度;表示铁路轨枕于道床上的支承长度;表示轨枕的挠曲系数[1]。
通过以上诸式的计算,相关人员便可知得列车对轨道几何变形所造成的影响,以及列车对轨道各部件破损所造成的影响。
客货混跑铁路重载运输对轨道设备的影响分析及强化措施
线路/路基客货混跑铁路重载运输对轨道设备的影响分析及强化措施王建强,杨毅(呼和浩特铁路局总工程师室,呼和浩特010010)摘要:京包铁路大包段自开行C80型万吨重栽列车以来。
轨道设备伤损增加,质量状态显著恶化。
通过对定点轨道设备的观测、分析,并结合铁道科学研究院的试验结论,提出大包段轨道设置的参考标准。
推荐标准为:优质75kg/m钢轨,R≤l200i n曲线采用热处理钢轨。
轨枕:直线以及R>600i n曲线地段采用Ⅲ型混凝土轨枕。
R≤600i n区段采用Ⅳ重栽轨枕。
扣件:Ⅲ型枕区段采用强化扣件,Ⅳ重载轨枕区段采用配套弹条Ⅵ型扣件,在小半径曲线地段采用弹性轨撑。
曲线超高:根据客货均衡速度调整超高。
适当减小过超高。
关键词:客货混跑铁路;重载运输;轨道;病害;标准中图分类号:U213.2文献标识码:A文章编号:1004—2954(2012)02—0026—05I m pact on T r ac k Faci l i t i es and C ont r ol M easur es of H e avy H aulT r a nspor t i n M i xed Pas se nger and Fr ei ght R ai l w ayW ang Ji anqi ang,Y ang Y i(H ohhot R ai l w ay B ur eau,H ohhot010010)A bs t r act:Si nce t he10000t o ns C80一t ype heavy haul t ra i ns r u n o n D at ong-B a ot ou s ect i on of B e i j i ng-B a ot ou R ai l w a y,t he t r ack fa ci l i t i e s a r e i ncr eas i ngl y dam ag ed and t hei r qual i t y s t a t u s a l'e det er i or at edcons i de r abl y.I n t hi s pa per,t he r ef er ence st anda r ds f or t r ack f a ci l i t i e s i n t hi s r ai l w ay s ect i on ar e pr opos e d o n t he basi s of obser v at i ons a nd anal y s i s of f i xed t r ack fa ci l i t i e s and t he exper i m ent al r esul t s pr ese nt e d byC hi na A c adem y of R ai l w ay Sci enc es.T he r eco m m ende d st anda r ds a r e f ol l ow i ng:75kg/m hi gh qual i t yr ai l s shoul d be a dopt e d,a nd heat t r eat m ent s t eel r ai l s shoul d be us ed f or R≤1200m cu r v e Packs;II I—t ype co ncr et e s l eeper s shoul d be used f or s t r ai ght or R>600m cur ve Packs,and1V-t ype heavy ha ul s l eeper s shoul d be used f or R≤600m cur ve t r a cks:enha nc ed f as t eni ngs shoul d be us e d f or m t ype sl ee pe r s,a nd V I—t ype s pr i ng c l i p f as t eni ngs shoul d be used f or heavy ha ul s l eeper s;el as t i c ra i l br ace s shoul d be us e d f or sm al l r adi us cur ve P a cks;s uper el e va t i on shoul d be adj ust ed ac cor di ng t o pa ss enge r and f r ei ght equal i zat i on s pe ed and supe r el evat i on ex ces s shoul d be r educ ed prope rl y.K ey w or ds:m i xed pa sse nge r and f re i ght r a i l w ay;heavy ha ul t r a nspor t;t r ack;di sease;st anda r d1概述京包线大同至包头段(以下简称大包铁路)呼铁局管辖正线约421km,该段铁路为客货混运线路,客车最高速度为120km/h,2007年开行载重80t级的C80型万吨重载列车,目前,每天开行万吨重载列车约50对,万吨重载列车已实现主型化,运量从2000年的0.54亿t增长到2010年的2亿t。
试析重载铁路线路病害治理
试析重载铁路线路病害治理1 重载铁路线路含义及线路养护意义一条完整的线路是一个整体工程结构,它主要包括路基、轨道以及桥隧建筑物等,这些构件相互组合共同作用,损坏其任何部分,整体结构的功能都将受到影响。
我们通常把运载总重大、轴重大、形成密度大的铁路称为重载铁路,大秦铁路就属于一条重载铁路。
铁路列车运行离不开线路设备。
由于列车车辆轮压力直接作用于线路设备,为确保铁路运输任务能够顺利完成,必须有完好的线路做基础。
而随着列车长期不断重载碾压,会逐步磨损线路钢轨、连结件,导致轨枕与轨道原有尺寸日益变化,路基、道床开始变形,日积月累,改变了线路的技术状态。
为防止这种技术状态的改变,更好地保障列车安全、稳定运行,各线路工务部门必须及时治理线路病害,做好日常维修、养护工作。
通过科学、合理地养护线路,改善线路运行质量,可有效延长线路使用寿命,同时可更好地保障安全运输,有助于提高企业经济效益与社会效益。
2 重载铁路线路常见病害原因及整治措施2.1 养护与维修轨道结构轨道破坏度决定了轨道使用寿命,而影响破坏度的主要因素为列车载荷对轨道的作用力,这个作用力的大小主要受列车载荷、轨枕铺设情况以及道床与钢轨状态的影响。
2.1.1 轨道受力大小主要由载荷量决定,载荷对轨道受力变形的影响在某种程度上成线形关系,随轨道载荷量增大,轨道的受力变形量也会增大。
2.1.2 轨枕间距情况与轨枕支撑面积大小是轨枕影响主要包含的两个方面。
其中轨枕间距主要影响的是道床应力与轨枕压力,几乎不影响钢轨弯曲与弹性下沉量,而轨枕支持面主要影响的是弹性下沉。
2.1.3 道床刚性主要影响的是道床上的应力与枕上压力,由于道床应力、枕上压力与道床刚度变化方向相同,因此道床刚性会严重影响到维修工作量。
2.1.4 钢轨断面尺寸与状态是钢轨影响的两个主要方面。
2.2 整治与养护铁路轨道病害通过分析轨道结构的受力,可知工务部门日常的维修与养护工作,应从轨道结构配件状态、道床状态、各轨枕间距、枕上弹性垫层情况以及钢轨状态入手。
重载铁路隧道轨枕吊空对隧底荷载及结构受力的影响
0 引言轨枕作为轨道结构的重要组成部件,轨枕承受来自钢轨的各向压力并有效保持轨道几何形位。
然而,随着轴重的增加与运输密度的提高,作用在隧底结构上的应力及振动效应逐步加大[1-4],导致轨道累积变形增大、局部产生永久变形、轨枕吊空和轨下支承失效,恶化轨道线路几何与动态不平顺,加剧轮轨相互作用,影响列车的正常运行。
事实上,隧道内的轨枕吊空情况会导致传递至基底混凝土顶面的荷载发生变化,容易引起既有隧底结构出现开裂、破损、下陷,向两侧外挤及翻浆冒泥病害[5]。
隧道内轨枕吊空[6]主要以凸型与凹型吊空为主(见图1)。
根据现场调查,凸型吊空往往是隧道内中间1根或2根轨枕被道床顶起,两头若干根轨枕吊空,道床沿纵向成波浪形,此类情况占吊空轨枕的20%左右,吊空高度2~4 mm;凹型吊空主要表现为隧道内沿线路纵向若干轨枕下道床中间断面低、两头高,呈低洼状暗坑,此类情况大约占吊空轨枕的40%,吊空高度2~3 mm;还有一些轨枕高低不均等问题造成的吊空,大约占吊空轨枕的40%。
重载铁路隧道轨枕吊空对隧底荷载及结构受力的影响董延东:朔黄铁路发展有限责任公司原平分公司,工程师,山西 原平,034000摘 要:根据目前隧道内轨枕吊空现象,分析轨枕吊空产生的原因及其对结构产生的危害。
在此基础上,建立列车-轨道-隧道耦合动力分析模型,分析研究既有重载铁路开行30 t轴重列车且轨枕在正常状态和吊空情况下基底的动力响应情况,并对出现不同吊空轨枕数量对隧道基底荷载、变形及基底结构内力的影响进行分析。
结果表明:轨枕吊空后,墙脚部位的安全系数均小于3.0,尽管仰拱底面安全系数大于3.0,但是长期的轨枕吊空容易引起仰拱及墙脚的疲劳破坏。
研究成果可为工务养护提供理论数据参考。
关键词:重载列车;基底结构;吊空;安全系数中图分类号:TU411;U45 文献标识码:A文章编号:1001-683X(2015)12-0036-06基金项目:国家科技支撑计划项目(2013BAG20B00)。
京广铁路列车通过总重对钢轨伤损的影响
京广铁路列车通过总重对钢轨伤损的影响代永波(中国铁路武汉局集团有限公司工务部,湖北武汉430071)摘要:为得到客货共线铁路列车通过总重对钢轨寿命的影响规律,对京广铁路下行K807+000—K1110+000区段钢轨伤损数据进行统计分析,并以实际工况下列车通过轴重为荷载条件,建立钢轨三维实体有限元模型,对钢轨在循环荷载作用下的疲劳寿命进行研究。
研究结果表明:随着列车通过总重的增大,钢轨伤损数量以及增长速率呈非线性增加,在200Mt时增长速率有一突变;钢轨累计重伤率与列车通过总重符合幂函数关系,利用拟合公式预估钢轨寿命为10.62亿t~16.03亿t;在实际轮载条件下,钢轨疲劳寿命次数为4841万次,换算为列车通过总重后与统计分析结果吻合。
研究结论可为线路设备维护决策和线路大修周期界定提供技术理论支撑。
关键词:京广铁路;钢轨伤损;列车通过总重;统计分析;有限元模型;疲劳寿命中图分类号:U216文献标识码:A文章编号:1001-683X(2020)04-0074-07DOI:10.19549/j.issn.1001-683x.2020.04.0741研究背景京广铁路作为“八纵八横”的骨干铁路之一,是我国最重要的南北铁路大动脉,作为国家Ⅰ级客货共线铁路,京广铁路正线全长2263km,经提速改造后设计速度可达160~250km/h。
近年来,随着运量和轴重的不断增加,钢轨伤损问题也日益突出。
针对不同线路类型的钢轨伤损问题,国内学者开展了大量研究,徐爱民等[1]针对北京地铁钢轨病害问题,对核伤、内部裂纹、孔裂等钢轨伤损出现情况及规律进行分析,并统计了钢轨出现重伤频率,进而提出了对地铁线路大修周期的建议;曾昭学[2]通过对比大秦重载铁路2017年和2018年钢轨伤损数据,分析重载铁路钢轨主要伤损类型及其产生原因,对合理的钢轨探伤方法和探伤周期进行探讨;刘丰收等[3]对高速铁路早期钢轨典型伤损进行了现场跟踪及总结分析,并针对各类伤损提出了相应的维修建议。
铁道重载知识点归纳总结
铁道重载知识点归纳总结第一章:铁道重载概述1.1 铁道重载的定义铁道重载是指铁路运输中车辆负荷超过设计负荷标准的情况。
铁道重载导致列车在运行过程中对轨道和桥梁等设施的破坏加剧,进而影响列车的正常运行和安全。
1.2 铁道重载的危害铁道重载会导致轨道和桥梁的损坏加剧,加速设施的老化和磨损,给铁路运输安全带来一定的隐患。
此外,铁道重载还会影响列车的运行速度和节能减排效果,增加对轨道基础设施的维护成本和运输成本。
1.3 铁道重载的原因铁道重载的原因主要包括:车辆超载、轴重超标、轨枕杆座不均匀沉降、铁路弯道超标、铁路跳车等。
1.4 铁道重载的防治措施为了防止铁道重载,需要采取一系列的措施,包括严格控制车辆负载、加强轨道基础设施的维护和改造、提高运输设备的质量和技术水平等。
第二章:铁道重载的监测方法2.1 轨道负载监测轨道负载监测是指通过仪器设备对轨道的压力进行监测,以判断轨道是否超载。
主要包括轨道负载传感器、轨道应变仪等监测设备。
2.2 车辆负载监测车辆负载监测是指通过仪器设备对列车的负载进行监测,以判断车辆是否超载。
主要包括车辆称重仪、车辆电子称重装置等监测设备。
2.3 轴重监测轴重监测是指通过仪器设备对列车轴重进行监测,以判断轴重是否超标。
主要包括轴重传感器、轴重称重仪等监测设备。
第三章:铁道重载的处理方法3.1 轨道基础设施的维护与改造对于已经出现重载情况的铁路轨道,需要进行及时的维护和改造,包括轨道的加固、更换、修整等工作,以提高轨道的承载能力。
3.2 车辆负载的控制通过建立健全的运输管理制度、对车辆进行定期检测和维护、科学合理的装载和配重工作,控制车辆负载,避免车辆超重。
3.3 技术手段的应用通过采用现代科学技术手段,如轨道负载监测系统、车辆智能计量系统等,对铁道重载进行实时监测和控制,及时发现和解决问题。
3.4 加强管理与监督加强对铁道运输的管理和监督,规范运输秩序,严格执行法律法规,尽可能减少铁道重载的发生。
探讨重载铁路线路的病害治理及养护
探讨重载铁路线路的病害治理及养护摘要:重载铁路是用于运载大宗散货的总重大、轴重大的列车、货车行驶或行车密度和运量特大的铁路,需要足够的强度和承载能力才能保持正常的运行寿命。
然而,恶劣的工况使其产生了各种安全隐患。
本文针对重载铁路的潜在隐患和病患,初步探讨与分析了治理病害、养护铁路的有效措施。
关键词:重载铁路;轨道结构病害;铁轨接头病害;路基病害;处理措施Abstract: overloaded railway is used to transport large bulk of total major, axle load big train, truck driving or driving density and heavy traffic volume of railway, need enough intensity and carrying capacity to maintain the normal operation life. However, bad working conditions so as to produce all sorts of safety problems. This article in view of the heavy potential pitfalls and patient railway, this paper analyzes the management and maintenance of the railway diseases, effective measures.Keywords: overloaded railway; Rail structure diseases; The tracks joint diseases; Roadbed disease; Processing measures重载铁路需要强大的承载能力和支撑强度来保障自身的正常运行寿命。
重载铁路横向力对钢轨倾覆影响研究_常卫华
施加不同大小的横向力来分析扣件的受力情况 。 在钢轨受到横向力 150 kN 的作用下, 荷载作用点 处的扣件横向受力最大, 为 30. 239 kN, 且距荷载作用 点越远的扣件受到的横向力越小 。 钢轨承受不同大小的横向力作用, 扣件横向受力 最大值变化如表 1 所示。
Study on Impact of Lateral Force of Heavy Haul Railway on Rail Overturn
CHANG Wei - hua ( China Railway First Survey and Design Group Ltd,Xi'an,Shanxi 710043 ,China) Abstract: Research purposes: With the continuous development of the heavy haul railway in China,the lateral force between wheel and rail is gradually increasing. The track resistance capacity of lateral force has become a key factor of controlling the track stability and train running saftety. Therefore,the study on the corresponding critical lateral force of the track boundary is crucial to guaranteeing the safety of railway transportation. Research conclusions: The structure model established with the finite element software ANSYS was adopted to analyze the impact of the rail lateral force of heavy haul railway on the fastening stress,lateral deformation of rail head,rail base elevation and rail pad deformation,and the change regulations of deformation and stress of all track components were obtained. According to the simulation of track structure,when the lateral force on rail was bigger than 250 kN,the rail overturn possibly happed. Key words: heavy haul railway; rail; fastening; rail pad 车辆在直线轨道上的横向运动稳定性直接决定 着车辆运行的安全性。轨道横向不平顺以及轨缝等局 部不平顺都可能引起较大的横向力, 横向力过大可能 会导致钢轨倾覆, 发生重大交通事故。 提下, 使模型尽可能地简单。 文中主要研究的是钢轨倾覆, 包括钢轨轨头横向 变形和轨底抬高, 所以只需模拟轨枕以上的轨道结构 , 包括钢轨和扣件两部分。由于需要考虑钢轨具体受力 因此, 点的位置以及精确模拟扣件与轨下胶垫的位置 , 钢轨按实际截面尺寸建模, 并选用实体单元对其进行 使 离散处理。扣件与轨下胶垫均选用弹簧单元模拟,
重载组合列车对轨道影响的初步分析及采取对策
作者: 卢永成
作者机构: 大同铁路工务段
出版物刊名: 铁道运输与经济
页码: 15-18页
主题词: 组合列车;牵引定数;工务部门;我国铁路运输;鱼尾螺栓;铁路运输能力;线路中修;京包线;伤损;重载运输
摘要:<正>我段管内共管辖正线354公里,其中京包正线310公里。
1984年12月18日电气化开通,单机牵引定数提高到4000吨,同年11月26日又开行了重载组合列车,这对解决运能与运量的矛盾是十分有利的。
但随之而来的是轨道的工作状况和破坏特征也发生了明显变化。
工务部门突出了三个不适应:运量与轨道设备不适应,运量与维修方法不适应,运量与检测手段不适应。
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2012年第9期铁道建筑Railway Engineering文章编号:1003-1995(2012)09-0135-03重载对铁路轨道结构破坏作用分析尹成斐(朔黄铁路发展有限责任公司,河北肃宁062350)摘要:重载铁路运输是国内外货物运输的方向,重载铁路由于大轴重、高密度组合列车的开行,对轨道结构的冲击力及破坏作用较大。
根据国内外有关轨道力学、轮轨关系、重载轨道的研究成果,对重载铁路轨道结构的竖向、横向、纵向受力特点进行了全面分析,且根据朔黄铁路现场测试数据,就万吨列车与普通列车对轨道结构的受力影响进行了对比。
对轨道结构各组成部件的相互作用力和重载运输对轨道结构破坏作用进行了重点论述,结合朔黄重载铁路工务设备养护维修的实践经验,提出了轨道结构各组成部分在加强与养护维修方面的建议与措施。
关键词:重载轨道结构受力中图分类号:U239.4;U213.2+11文献标识码:ADOI :10.3969/j.issn.1003-1995.2012.09-41收稿日期:2012-03-23;修回日期:2012-04-26作者简介:尹成斐(1974—),男,内蒙古杭锦旗人,工程师。
重载铁路运输是在一定的技术装备条件下,加大列车编组长度,大幅度提高列车载重量,通过采用大功率交流传动机车、大轴重和低自重货车、列车控制同步操纵等技术,实现全程直达运输,使铁路运量大、成本低的优势更加凸显,大幅提高铁路在中长距离、大宗货物运输市场的竞争力。
按照重载运输协会(IHHA )于2005年修订的重载铁路标准,朔黄铁路已属典型的重载铁路。
重载铁路由于运量大、轴重大、高密度、荷载作用时间长等特点,轨道结构所受的冲击作用力较大,极易造成轨道部件破损(尤其是夹板裂纹、接头螺栓折断和弹条折断),加速钢轨表面不平顺的恶化(如产生波形磨耗)。
不仅给工务部门的设备管理带来了很大的难度与挑战,也对工务设备的养护维修提出了更高的要求。
因此,分析研究重载运输条件下轨道结构的受力情况及对部件设备的破坏作用,对工务设备的养护维修与改进加强具有重要的意义。
本文结合朔黄铁路原平分公司管内工务设备情况进行一些分析探讨。
1重载铁路轨道结构的受力分析铁路轨道是直接承受列车作用力的结构,机车车辆对于轨道结构的作用力主要有,机车车辆重量通过轮对传递的轮重竖向力;机车车辆在运行过程中对轨道结构产生的横向力;机车车辆在运行过程中对轨道结构产生的纵向力。
1)轮重竖向作用力轮重竖向力是车轮通过轮轨接触面传递到钢轨面上的垂直压力,主要包括:①机车车辆静止时重力作用下的力,也称静轮重力;②机车车辆运动时摇杆推力的垂直分力,也称动轮重力,该力在列车起动时较大,可达静止轮重的50%;③列车经过曲线时未被平衡掉的离心力产生的垂直分力,在高速运行时较大(日本将它定为不大于静止轮重的15%);④由机车车轮运动时产生的摇摆惯性力分解的垂直分力,可达轮重的20%(轨道方向不良,惯性力就大);⑤由于钢轨面或车轮踏面的伤损及轨道不平顺而产生的机车簧下部分惯性垂直力,可达轮重的40% 60%。
2)横向水平作用力横向作用力主要是车轮通过轮轨接触面沿水平方向垂直作用在钢轨上的力,列车运行中产生的横向作用力主要包括:①机车车轮通过曲线时,由于轮径差的存在,其导向作用不充分,产生轮轨之间横向作用力;②机车车轮通过曲线时,轮对受车体或转向架的限制,车轮是沿曲线的割线方向前进的,由于受轮缘的限制,沿外轨发生转动,在曲线内侧产生滑动,这时两侧钢轨中产生了摩擦力在水平方向形成的横向水平分力;③列车通过曲线时未被平衡掉的离心力产生的横向水平力;④列车的蛇行运动惯性力产生的横向分力;⑤列车在通过道岔、接头、焊缝等处所产生的水平冲击力。
这几项横向作用力的总和一般不会大于轮重竖向力的50%。
3)顺线路纵向作用力531铁道建筑September,2012顺线路作用于钢轨延长方向的纵向力主要包括:①由于钢轨轨温变化引起的钢轨内部纵向力,它是纵向力中最大的力。
钢轨轨温力计算公式为Pt=αEΔtF式中,P t为钢轨轨温力;α为钢轨线膨胀系数;E为钢轨钢弹性模量;F为钢轨断面面积;Δt为轨温变化(升或降)系数。
作用在钢轨中的力,气温降低时是张力,气温升高时是压力。
钢轨温度力除了与温度变化有关外,还与钢轨和扣件之间相对位移产生的反力有关;②机车车辆通过坡道区段时,轮重沿钢轨延长方向产生的纵向分力,它与轨温力叠加,是大坡道钢轨产生爬行的主要原因;③列车加速或制动时产生的反力;④通过曲线时,伴随轮对转动产生滑动所引起的摩擦力沿钢轨延长方向的分力。
纵向力是引起钢轨爬行、轨缝顶死、脱轨跑道、螺栓拉断的主要作用力。
在日常的维修保养时必须引起足够的重视,尽量减小其危害。
4)重载铁路与普通铁路轨道受力对比分析与普通铁路相比,重载铁路由于轴重和牵引质量的增加,轨道结构承受的轮重竖向力、横向水平力和纵向作用力都会显著增加,采用编组超重列车、超长列车和组合列车的运输形式,加重了钢轨负担。
在朔黄铁路原平管内对轨道受力数据进行了测试,结果见表1。
表1万吨与普通列车轨道受力对比车列组合轮轨水平力/kN轮对横向力/kN钢轨横向位移/mm外轨内轨指向外侧指向内侧外轨内轨动态轨距扩量/mm钢轨纵向位移/mm轨枕横向位移/mmC70单列46.4251.3334.3430.45 1.07 2.51 3.430.390.17C80单列36.7137.8736.3027.360.97 2.02 2.590.21C70万吨66.2656.4238.3937.77 2.07 2.69 4.560.530.24C80万吨63.3152.6149.6241.81 1.92 3.02 4.560.460.21由表1数据可以得出:①万吨列车作用于轨道的动力参数比正常编组列车有大幅度增加,对轨道的破坏效应更加显著。
②万吨列车引起的轮轨横向水平力和轮对横向力均比正常编组列车引起的横向力大。
内轨横向力较正常编组列车增大了10% 39%,外轨横向力较正常编组列车增大了43% 72%。
轮对横向力也较正常编组列车增大了12% 50%。
③万吨列车通过测点所引起的钢轨横向位移都较正常编组列车的大,这与万吨列车引起较大的轮轨横向力是一致的。
内轨横向位移较正常编组列车内轨横向位移增大了7% 49%;外轨横向位移较正常编组列车增大了90%。
可见,万吨列车增大了钢轨倾翻的可能性,尤其是在大坡道小半径曲线地段,列车运行安全性受到的影响较大。
④万吨列车对两股钢轨和轨道的横向作用剧烈,对钢轨、扣件、道床等的破坏作用更加明显,严重影响轨道横向稳定性和轨道部件的寿命。
2重载铁路轨道结构破坏作用分析1)轮重竖向力引起的轨道结构破坏①引起轨道几何形位和参数的变化,尤其是大密度和大轴重列车的开行,使得轨道几何形位和参数不易保持,维修保养周期显著缩短。
②对钢轨弯曲变形和疲劳伤损影响较大,按照连续弹性支撑模型,钢轨可以看作是支撑在轨枕上的连续梁,列车运行中轮重作用使钢轨产生挠曲变形,轮重竖向作用力越大,钢轨产生的挠曲变形幅值越大;列车编组越长、密度越大,钢轨发生的挠曲变形越加频繁,钢轨的疲劳伤损发展也越快。
③对钢轨接头和焊缝等钢轨薄弱处的冲击破坏作用较大,据统计资料显示,接头部位钢轨所受冲击作用力是其它部位的4倍左右,作用力的大小主要与轨缝、轨头错牙和轨面平顺性有关。
④对轨枕的环裂和伤损影响较大。
⑤使道床下沉变形,道床的作用是把钢轨传给轨枕的压力进行分散,从而减轻对路基的压力,在列车荷载反复作用下,道床由弹性变形,逐渐产生残余变形,随着大轴重列车荷载反复的长时间作用,残余变形累积加快,从而破坏了道床的稳定。
2)横向力引起的轨道变形横向水平力破坏作用发展得较快,对轨道结构的稳定性和行车安全影响较大:①易造成扣件损坏,轨距扩大,尤其是在大坡道小半径曲线地段易出现曲线线型不好保持、混凝土轨枕挡肩破损、轨距动态扩大、钢轨倾覆、轨道结构横向失稳等问题;②横向力对轨道破坏最严重的是在小半径曲线地段,增大了脱轨系数。
3)大轴重、超长组合列车对轨道结构的影响。
经测定:25t轴重比21t轴重作用下轨道残余变形增加6312012年第9期重载对铁路轨道结构破坏作用分析80%,行车速度80km/h比60km/h残余变形增加86%,通过总重8000万t时比6000万t时的残余变形增加67%。
4)根据朔黄铁路的实际养护维修情况,重载列车对轨道结构的不利影响主要表现为:①线路上接头、焊缝、小半径曲线、道岔等轨道结构薄弱环节病害较为突出;②钢轨的波浪磨耗、小半径曲线钢轨的侧磨、压溃及核伤等伤损显著增多;③轨道的几何状态变化速率加快,线路维修保养周期缩短,工作量加大;④轨枕裂纹和扣件、零配件的损坏增多;⑤道床的脏污、板结、硬化速率加快,病害增多;⑥轨下橡胶垫板老化,破损周期缩短。
3重载轨道结构养护建议1)钢轨钢轨是轨道中支撑和引导车轮走行的最重要部件,它依靠其刚度把从车轮传下来的荷载沿线路纵向分布,并传递到轨枕和零配件上。
重载运输条件下钢轨的疲劳伤损、轨面磨耗、垂直磨耗和波浪磨耗都是影响钢轨使用寿命的主要伤损,因此在重载铁路建设或改造时,要使用高韧性、高硬度的重型钢轨,以提高钢轨的耐磨性。
日常的养护维修中,要加强钢轨的预防性和周期性的打磨或铣磨,经常保持轨头的标准轮廓,改善轮轨的接触关系。
2)钢轨扣件扣件系统主要包括弹条、扣板、螺帽、接头螺栓等。
扣件的主要功能是把钢轨按照一定的间隔固定在轨枕上。
重载运输条件下,扣件系统要求有足够的强度来承受钢轨的横向力和纵向爬行力,限制钢轨在轨枕上的纵、横向位移,同时要提供足够的扣压力来防止钢轨的倾覆。
应尽可能采用扣压力较大的新Ⅱ型弹条或Ⅲ型弹条,并采用高强度螺栓,日常养护要保证螺栓的扭力。
3)轨枕轨枕的作用是把钢轨按规定的间隔固定住,并把从钢轨上传来的压力分散,传到道床中,轨枕在保持轨道结构的横向和纵向稳定性方面起着重要的作用。
重载运输条件下,在不影响机械捣固的前提下,应尽可能增加轨枕的底面积或增加轨枕配置,以提高其在道床中水平方向的移动阻力。
尤其是在小半径曲线地段增加轨枕配置,对提高轨道框架横向稳定性的作用较为明显。
在路基与桥梁过渡段延长桥枕和护轨的铺设长度,对于提高过渡段的稳定性有显著效果。
4)道床分散轨枕传下来的压力,把压力传递到路基中去,为轨道结构提高纵横向阻力。
为了满足重载运输的需要,道床道砟应选用优质花岗岩道砟,保持道床的清洁与排水畅通。
对于诸如曲线地段、路桥过渡段等关键处所要适当加大道床横断面,提高道床的纵横向阻力,保证轨道结构的稳定。
4结束语重载大轴重组合列车对轨道结构的作用力相对较大而且复杂,特别是对山区重载铁路轨道结构的稳定性影响更大。
对重载铁路在不同运营条件下轨道结构受力的测试与分析评估,是一项系统而复杂的工作。