重载铁路道岔研究
重载条件下复式交分道岔典型病害的整治
重载条件下复式交分道岔典型病害的整治茶坞工务段——贾明摘要:柳村站场是大秦铁路的入海口,是全路最大的卸车站,日均卸车5500车。
,在站区咽喉处铺设了26 组复式交分道岔,由于通过总重的猛增,再加上其本身结构复杂,零配件多,对其特性没有完全掌握,日常养护存在许多不足,造成一些设备病害逐渐产生、发展严重,成为维修难点。
本文对复式交分道岔主要常见病害产生的原因进行了分析并提出整治方法,一并做了总结与大家探讨。
关键词:重载复式交分道岔病害整治1 前言在部党组提出铁路要实行跨越式发展后,我国第一条运煤专线—大秦线运力逐年加大。
2002年大秦运量突破亿吨大关;2003年首次开行万吨列车; 2005增开两万吨列车,运量实现了2亿吨的目标;2007年运量突破3亿吨,大量开行C80货物列车,轴重达到25t,创造了世界“铁路运营密度、运输效率、干线运量” 3项世界之最,并同期开行了自主研发的和谐号列车;2008年大秦线年运量将达3.5亿吨,2009年大秦线年运量达到3.8亿吨,2010年大秦线年运量将达到4.0亿吨,日运量达到百万吨以上,大秦线正在源源不断地创造着世界奇迹。
我段柳村站场是大秦铁路的入海口,是全路最大的卸车站,日均卸车5500车。
在站区咽喉处铺设了26 组复式交分道岔,由于通过总重的猛增,再加上其本身结构复杂,零配件多,对其特性没有完全掌握,日常养护存在许多不足,造成一些设备病害逐渐产生、发展严重,成为维修难点。
对此,我结合日常工作实际,对主要常见病害产生的原因进行了分析并提出整治方法,一并做了总结与大家探讨。
2 复式交分道岔主要组成:⑴两副普通锐角辙叉及护轨;⑵两组可动心轨钝角辙叉;⑶四根直尖轨和四根曲尖轨;⑷六根曲导轨;⑸八根连接钢轨及连接零件;⑹木岔枕、电动转辙机械及电路设备。
3 道岔的几何状态检查全面检查几何状态,发现病害状况,即时处理,是延长设备使用寿命首要前提。
交分道岔保持状态良好首先是几何尺寸符合要求,需做好如下检查:3.1 几何尺寸中的轨距、水平(包括三角坑)是保证车辆顺利通过的关键尺寸,需用道尺按从头至尾的顺序检查;道尺的检查位置在现有的资料上都简单叙述,《修规》的附表上只有检查名称,没有具体位置,致使实际操作时,难以把握标准。
接触网道岔调整探析
接触网道岔调整探析摘要:重载铁路是我国铁路建设的又一发展方向,道岔作为铁路线路的关键设备,起着极为重要的作用。
本文具体论述了重载铁路的道岔调整。
关键词:重载铁路;道岔;调整社会的进步,经济的快速发展,推动了我国交通事业的迅猛发展,重载铁路成为了交通运输中的重要组成部分。
一、道岔概述道岔是一种使机车车辆从一股道转入另一股道的线路连接设备,也是轨道的薄弱环节之一,通常在车站、编组站大量铺设。
道岔的使用可充分发挥铁路线路的通过能力,即使是单线铁路,铺设道岔,修筑一段大于列车长度的叉线,就可对开列车。
因此,道岔在铁路线路上的作用极为重要。
二、我国重载道岔发展现状我国重载铁路以大秦、朔黄等煤炭运输通道为代表,大轴重、高密度和大运量是其“三大特征”,其行车密度和年运量远超过国外。
我国重载铁路一般采用75kg/m钢轨,区间钢轨设置1:40的轨底坡,其造价低、易于更换,受到工务维修部门普遍认可,其中SC559型和研线9804型两种12号固定辙叉单开道岔应用较多。
在重载道岔研究方面,我国对重载铁路运营特点专项研究少,道岔设计采用常规技术,道岔制造采用常规工艺,造成道岔伤损多,关键部件寿命短,更换频繁;道岔型号设计少,例如只有一种75kg/m的18号可动心轨单开道岔,没有固定型18号道岔。
在实际重载铁路运营实践中,固定型辙叉更适用于重载运输。
20世纪末,随着既有铁路提速和运量提高,对道岔提出了更高要求,针对延长道岔使用寿命,我国进行了针对性研究,近年来,在重载道岔领域取得了一定的成果。
1、研制了几种制造辙叉心轨、60AT轨和60kg/m钢轨的合金钢材料,例如用于制造合金钢辙叉心轨的奥贝体材料、用于制造道岔尖轨和钢轨组合辙叉的贝氏体钢轨。
贝氏体尖轨寿命长于普通钢轨制造的尖轨。
2、研制的60-12、75-12等系列合金钢组合辙叉与高锰钢整铸辙叉相比寿命长,性价比高,目前发展到第二代翼轨加强型合金钢辙叉。
合金钢辙叉和高锰钢辙叉的市场竞争促使企业铸造工艺升级,使高锰钢整铸辙叉的使用寿命由20世纪80年代末的3000万t提高到现在的近1亿t。
针对重载铁路线路维修养护工作的研究论文
针对重载铁路线路维修养护工作的研究论文众所周知,铁路运输是我国交通运输体系的重要一环,在人们的出行中始终占据主导地位,由于其成本低廉,安全性高而一直深受社会各界人士的支持和信赖。
与其他铁路线路相比,重载铁路线路承受的负载更大,磨损率更高,为了保证线路的正常使用,必须做好检查和维护工作,制订科学、详细的维修养护方案,并严格监督相关工作人员,确保该项工作真正地落实到位。
唯有如此,才能保证重载铁路线路稳定、可靠,从而更好地为铁路运输服务。
1 重载铁路线路维修养护的作用和意义基于重载铁路线路在铁路运输中的不可替代性,其往往用于大型载重列车和火车的运行,线路需要长期承受重大压力,再加上线路设备通常直接暴露在空气中,极易受到空气和水的腐蚀,使得线路设备产生了形变,而任何一个微小的偏差都可能引起安全事故。
在此情况下,做好重载铁路线路的维修养护工作也就变得尤为重要。
维修养护的作用在于使重载铁路线路设备尽快恢复正常运转,同时最大限度地延长设备的使用寿命,以维护铁路机车行驶安全,保障铁路企业的经济利益。
这对促进铁路企业的发展,维护社会的安定团结,推动国民经济建设有着十分重大的意义。
2 重载铁路线路维修养护的常见问题重载铁路线路的常见病害有轨道病害和钢轨接头病害,由于当前的铁路道岔都进行了焊接,跨区间也实行了无缝铁路,所以轨道接头病害可以忽略不计。
轨道病害往往是由于钢轨纵向水平力而引起的,使得钢轨和轨枕发生相应的移动,进而引发了轨道病害。
值得注意的是,轨道病害中最为普遍的就是线路爬行,铁路机车碾压轨道后,钢轨将直接承受列车荷载,再加上列车制动、温度变化都会使轨道发生形变。
线路爬行不仅危害巨大,而且还会诱发其他病害,所以一直是重载铁路线路维修养护工作的重要内容。
3 重载铁路线路维修养护的措施3.1 调整轨道几何尺寸列车和轨道的作用是相互的,当轨道受到列车的压力时,也会向列车施加一个反作用力。
如果轨道出现病害,那么受力平衡将被打破,直接威胁到列车的行驶安全。
基于双谱的重载铁路道岔钢轨折断及伤损监测系统
基于双谱的重载铁路道岔钢轨折断及伤损监测系统王金虎【摘要】针对重载铁路道岔钢轨折断及伤损监测系统采集的声发射信号有较强背景噪声的现状,给出了一种基于双谱的声发射信号表征及特征提取方法,利用双谱能有效抑制高斯噪声的特性成功实现背景噪声抑制.试验数据、现场数据都验证了双谱能实现道岔区背景噪声的抑制.重载铁路道岔钢轨折断及伤损监测系统在大秦重载铁路迁安北站18#道岔试用期间成功捕捉到轨顶掉块伴生的声发射信号.%Aiming at the problem that there is strong background noise in the acoustic emission signals collected by monitoring system for rail fracture and damage of heavy haul railway turnout,a bispectrum based extraction method was put forward to obtain the characteristics and features of the acoustic emission signals. Using bispectrum feature, effectively restraining Gauss Noise,this method could successfully restrain the background noise. It was verified by both experimental and field tests that bispectrum method could successfully restrain background noise around turnout location. T he monitoring system for rail fracture and damage of heavy haul railway turnout was installed for test at the turnout No. 18 in Qian'an North Station of Datong-Qinhuangdao heavy haul railway. It successfully captured the acoustic emission signals of rail top spalling.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】6页(P130-134,139)【关键词】重载铁路;道岔;钢轨折断;伤损监测;声发射;双谱【作者】王金虎【作者单位】太原铁路局,山西太原 030013【正文语种】中文【中图分类】U216.42道岔是铁路关键设施,也是线路的薄弱环节[1]。
基于浩吉铁路万吨扩能改造的车站道岔选型研究
基于浩吉铁路万吨扩能改造的车站道岔选型研究龙腾子中铁工程设计咨询集团有限公司线路站场设计研究院 北京 100055摘要:随着我国铁路重载运输的发展,列车牵引质量逐渐增大,这将对重载铁路车站的通过能力产生重大影响。
重载运输背景下的道岔选型,对重载铁路场站设计、加强重载列车组织、提高重载运输经济效益等具有重要意义。
结合浩吉铁路车站万吨改造项目,根据重载铁路的运输特点,研究了既有车站万吨改造的道岔选型,并从车站改扩建条件、运输组织、工程投资等方面进行研究,为以后类似工程项目提供借鉴。
关键词:道岔选型 浩吉铁路 万吨扩能改造 重载运输中图分类号:U29文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2024)03-0104-03 Research on the Selection of Station Turnouts Based on the10,000-Ton Expansion and Rebuilding Capability of theHaolebaoji-Ji'an RailwayLONG TengziLine Station Yard Design and Research Institute, China Railway Engineering Design and Consulting Group Co.,Ltd., Beijing, 100055 ChinaAbstract:With the development of heavy-duty railway transportation in China, the traction quality of trains gradually increases, which will have a significant impact on the passing capacity of heavy-duty railway stations. The selection of switches in the context of heavy-duty transportation is of great significance for designing the station yard of heavy-duty railways, strengthening the organization of heavy-duty trains and improving the economic benefits of heavy-duty transportation. Combined with the 10,000-ton renovation project of Haolebaoji-Ji'an Railway stations, based on the transportation characteristics of heavy-duty railways, this article studies the selection of turnouts for the 10,000-ton renovation of existing stations, and studies the conditions for station renovation and expansion, transportation organization and engineering investment, so as to provide reference for similar engineering projects in the future.Key Words: Switch selection; Haolebaoji-Ji'an Railway; 10,000-ton expansion and rebuilding capacity; Heavy-duty transportation1 重载铁路车站道岔选型现状概述我国资源分布不均衡,形成了由北向南、自西向东的大宗货物流向,特别是煤炭运输,需要铁路大通道来满足大跨度长距离的货物运输格局要求。
重载铁路12号固定辙叉道岔轨道刚度变化分布研究
本 文拟 结合 道 岔 区 复 杂 的轨 道 结 构 特 点 , 析 影 分 响 轨道 刚度 的 因素 , 立 道 岔 区 轨道 刚度 仿 真 计 算 模 建 型 , 道岔 区轨 道 刚度 的分 布变化 规 律进行 研 究 。 对
铁 垫板 的下 移 , 从而 起 到 帮 轨 的作 用 。③ 道 岔 区轨 枕 长 度 不一 , 道床 支承 刚度 换 算 为支 承 线 刚 度 。④ 基 本
里 轨 刚 度 辙 叉 区 最 大 , 辙 器 次之 , 接 部 分 最 小 。 转 连 关 键词 : 载铁路 固定辙 叉 重 轨 道 刚 度 中 图 分 类 号 : 2 3 2 2; 2 3 6 文 献 标 识 码 : U 1. U 1 . A
轨 道 刚 度 是 影 响 轨 道 振 动 与 变 形 的重 要 参 数 之
一
后 与板 下胶 垫 刚度 串联得 到 。道床支 承 刚度一般 采用
,
国 内外对 轨 道刚度 问题非 常重 视 , 行 了大 量轨 道 进
半 根轨 枕 的道床 支承 刚度 , 由于道砟 颗粒 的离散 性 , 道 床 刚度 不易 控制 , 般 约 为 1 0~10 k / 一 0 4 N mm, 如果 但 出现板 结等 病 害后 , 刚度会 显著 增大 。
( 国铁 道 科 学 研 究 院 铁 道 科 学 技 术 研 究 发 展 中心 , 京 1 0 8 ) 中 北 0 0 1
摘要 : 本文 通过 建立 重 载 1 2号 固定辙 叉道 岔 整 体 有 限元 分 析模 型 , 算 了岔 区轨 道 刚度 的分 布 特征 。 计
研 究 结果表 明 : 道岔 区轨 道 刚度 不平顺 问题 较 为严 重 , 基本 轨 刚度 转 辙 器 区要 大于 连接 部 分 和辙 叉 区,
道岔选型对重载铁路车站通过能力影响的研究
要 :在一定行车条件下 ,计算不 同道岔型号 和列车牵 引质量对 应 的列 车起停 车附加 时分 、单线铁 路运
行 图周期 和双线铁路列车追踪问 隔时 间 ,在此基 础 上计算 得到相 应条 件下重 载单 、双线铁 路车站 的通 过能 力。 根据 不同道岔型号对车站通过能力影 响的分析 ,对 于重载单线铁路车站 ,在列车牵引质量低于 I万 t 时建议采用
常对不同型号的道岔规定了不同的侧 向限制速度 。 近年来 ,随着 我 国铁路 重 载运输 的发展 ,列 车 牵引质量逐渐增大,列车长度也相应增加,受道岔
侧 向限制 速度 的影 响 ,列 车侧 向通 过车 站咽 喉 区不 同型号 道岔 的时 间差 也 越来越 大 ,会 对重 载铁 路 车 站 的通 过能 力 产生 重大 影 响 。因此 ,研究 重载 运输 背 景 下 的道 岔 选型 ,对 指导 重载 铁路 场站 设计 ,加
J u l y,2 0 1 3
道 岔 选 型 对 重 载铁 路 车 站通 过 能 力影 响 的研 究
魏 玉光 ,张 红 亮 ,杨 浩
( 1 .北京交通 大学 交通运输学 院,北京 摘 1 0 0 0 4 4 ;2 .铁道第三勘察设计 院集 团有 限公 司 ,天津 3 0 0 1 4 2 )
图 1 列车起动过程 的速度 曲线示意 图
强重载列车组织 ,提高重载运输经济效益等具有重 要 的理论 和实 际意 义 。
从列 车起 动过程 可 以看 出 ,在 列车 牵 引质量及 牵 引机车 型号 确定 的情 况下 ,S +5 。为定 值 ,因 此
列 车起停 车过程分析
假 设列 车从 侧线 出站 ,列 车起 动后 在 机车 牵 引 下 加速 向前 ,达到道 岔 侧 向 限制 速 度 岔后保 持 恒 速 运行 至列 车尾 部 出清最 外侧 道 岔 ,进 入 区 间后 列 车 继续 加速 直 至达到 区间运行 速度 区 间,列 车起 动
6-12及60-18号重载道岔技术交底
《山西中南部铁路通道工程建设关键技术研究— 30t轴重重载道岔技术研究》项目60kg/m钢轨12、18号重载道岔技术交底资料中铁工程设计咨询集团有限公司2013年12月北京目录第1章 道岔平面及总布置图设计 (1)1.1 设计依据 (1)1.2 适用范围 (1)1.3 道岔平面线型 (1)第2章 道岔结构设计 (3)2.1 设计原则 (3)2.2 轨底坡设置 (3)2.3 钢轨件 (3)2.4 基本轨外侧间隔设置轨撑 (4)2.5 尖轨跟端结构 (4)2.6 滑床板的弹性扣压 (5)2.7 固定型辙叉 (5)2.8 护轨 (6)2.9 扣件 (6)2.10 弹性垫板 (7)2.11 钢轨联结型式 (7)2.12 工电结合部尺寸 (7)2.13 岔枕设计 (8)第3章 道岔铺设 (10)第1章道岔平面及总布置图设计1.1 设计依据本项目根据铁道部2011G028-A号科研课题合同,进行30t轴重60kg/m钢轨12、18号重载道岔的研究设计。
1.2 适用范围18号道岔适用于60kg/m钢轨重载铁路有砟轨道使用,列车直向容许通过速度:旅客列车120km/h,货物列车(轴重30t) 100km/h;侧向容许通过速度均为80km/h。
道岔图号为专线4308。
12号道岔适用于60kg/m钢轨重载铁路有砟轨道使用,列车直向容许通过速度:旅客列车120km/h,货物列车(轴重30t) 100km/h;侧向容许通过速度均为50km/h。
道岔图号为专线4307。
1.3道岔平面线型本次设计的60kg/m钢轨12、18号重载道岔采用新的平面线型(见图1.1)。
a.古店60-18号道岔b.怀仁60-12号道岔现场图1.1 60kg/m钢轨12、18号重载道岔(一) 60-12号重载道岔平面线型60-12号道岔全长37.8m,前长16.592,后长21.208,导曲线半径为R400m。
为减少侧磨,尖轨尖端轨距加宽5mm,在道岔基本轨端头和尖轨71mm断面处轨距恢复到1435,如图1.2所示。
铁路信号系统中道岔转换设备故障监测与诊断研究
铁路信号系统中道岔转换设备故障监测与诊断研究摘要:本文将详细介绍道岔转换设备在铁路信号系统中的应用故障,通过专业的研究与调查,精准找出优化道岔转换设备故障诊断与监测的有效措施,措施内容包括布置传感器、完善数据采集处理系统、搭建大数据平台及改进智能诊断系统等,在专业设备的持续影响下,道岔转换设备的运用效果得到较大改善。
关键词:故障监测;道岔转换设备;铁路信号体系引言:随着智能化系统运用数量的增加,其能为铁路行业信号系统的使用提供技术支撑,准确完成各项数据监测,及时分析铁路运行时的常见故障。
技术人员应定期检测道岔转换设备的使用情况,及时发现设备内部存在的更多误差,搭建出合适的故障监测诊断系统。
一、道岔转换设备在铁路信号系统中的应用故障在控制标准与生产技术愈加严格的当下,道岔转换设备内部的工艺操作技术也变得较为复杂,影响了控制电路的实际应用效果。
受内外部环境影响,道岔转换设备的系统元件使用到一定程度后,其内部零部件会出现不同类型的故障。
线路运行期间,人为操作失误也会降低道岔转换设备的使用效果,使其生成多重形式的故障。
道岔转换设备的内部故障包括安装装置故障、硬件设施故障与计算机病毒等,该类故障在生成以后,虽然不会直接影响列车运营状态,但在诊断监管不完善的情况下,部分设备将出现损坏,使列车难以正常营运,降低铁路信号系统的整体应用效果。
在当前的铁路信号系统运行时,道岔转换设备为引发多数故障的原因,相关部门应根据铁路信号系统的具体运行状态,科学诊断与监测该类设备的对应性故障精准解决故障形成的具体问题,全面提升相关设备的故障处理效果,真正提升铁路信号系统的运行安全。
二、铁路信号系统中优化道岔转换设备故障诊断与监测的有效措施(一)布置传感器在当前铁路信号系统中,若想增强道岔转换设备的使用效果,明确内部数据信息的准确性,相关部门需根据设备的应用状态,适当搭建故障诊断监控系统。
在建设故障诊断监控系统前,要科学布置传感器。
铁路道岔使用寿命及维护管理策略研究
铁路道岔使用寿命及维护管理策略研究第一章:引言随着铁路交通的不断发展和完善,对道岔的使用寿命及维护管理策略越来越重视。
铁路道岔作为车辆与轨道之间连接的关键元件,直接影响着铁路运输的安全性和运输效率。
因此,研究铁路道岔使用寿命及维护管理策略显得非常必要和紧迫。
第二章:铁路道岔的基本知识铁路道岔是指用于连接不同轨道的交叉设备,分为普通道岔和特殊道岔两种类型。
普通道岔是铁路交通中使用较为广泛的一种道岔,其由枕木、道岔尖轨、定位器、转向架等部件构成。
特殊道岔是指应用于特殊情况下的道岔,如高速线道岔、曲线道岔、重载线道岔等。
道岔使用寿命的长短与道岔材料的质量、制造工艺及运输状态等因素有关。
第三章:铁路道岔的使用寿命道岔的使用寿命通常由以下几个方面来决定:(1)材料质量:道岔的寿命与其制造材料的质量有着密切的关系。
高性能材料不仅能够提高道岔的使用寿命,还可以提高道岔的使用安全性和运输效率。
(2)制造工艺:道岔的制作工艺对其寿命也有着决定性的影响。
精细的生产工艺能够保证道岔的精度和准确度,从而提高道岔的使用寿命。
(3)运输状态:在道岔运输过程中,如果受到挤压或碰撞等对其表面造成的外力伤害,也会降低道岔的使用寿命。
(4)使用环境:道岔使用时所处的环境也会对其产生影响。
比如在恶劣的气候条件下,道岔的使用寿命就会比正常条件下低。
第四章:铁路道岔的维护管理策略道岔的维护管理策略包括日常维修、定期维护和节假日维修等方面。
其中重点在于日常维修,因为日常维修能够及时发现和解决道岔故障,可以极大地延长道岔的使用寿命。
(1)日常维修:日常维修是为了保证道岔在运行状态下的安全性和稳定性。
对于道岔的日常维修,应该关注以下几个方面:①对道岔的位置进行定位和维护。
②对道岔各主要部件进行检查和维护。
③对道岔表面进行清洁。
(2)定期维护:定期维护是对道岔进行全面检查和维护的工作,通常按照季节变化进行。
在定期维护中,主要关注以下几个方面:①对道岔各主要部件进行检查和更换,确保部件处于良好状态。
重载快速区段固定型提速道岔转辙部位直股钢轨侧磨的研究
重载快速区段固定型提速道岔转辙部位直股钢轨侧磨的研究左玉良【摘要】铁道部第五次大提速已于2004年4月18日正式实施,蚌埠分局管内津浦线重载快速区段的最高通过速度由原来的120~140km/h提高到160km/h.而在2003年大面积提速改造中,并未对原有固定型提速道岔进行改造.随着线路的再次提速,因固定型提速道岔转辙部位直股钢轨侧磨而多次引发机车摇晃.为此,对侧磨的产生原因、预防和整治对策作一些探讨.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2005(000)001【总页数】4页(P53-56)【关键词】重载快速;固定型提速道岔;转辙部位;直股侧磨【作者】左玉良【作者单位】蚌埠铁路分局工务分处,蚌埠,233000【正文语种】中文【中图分类】U213.4+21 转辙部位直股钢轨侧磨的几何特征逆向、顺向道岔侧磨位置分别见图1、图2。
图1 逆向道岔侧磨情况示意(单位:m)图2 顺向道岔侧磨情况示意(单位:m)(1)转辙部位直股(直尖轨所在的一股)钢轨作用边形成一个连续的侧磨波形,侧磨量由小变大,再由大变小。
而其对股(直基本轨)无侧磨。
(2)每个侧磨波形中磨耗量(幅值)最大处的位置相对固定:逆向道岔为转辙机第二牵引点(以下简称二动),顺向道岔为曲基本轨弯折点。
(3)每个侧磨波形长度相对固定:逆向道岔侧磨波长7.5~12 m,平均长度为10.7 m,顺向道岔侧磨波长8.5~11.5 m,平均长度为9.9 m。
2 转辙部位直股侧磨的分布情况2.1 侧磨发生率调查通过对津浦线10个站83组道岔进行全面调查,发现在83组道岔中,发生侧磨的有82组,未发生侧磨仅1组,侧磨发生率为98.8%。
2.2 侧磨发生与发展规律(1)对于同一组道岔,随着年通过总重增加,侧磨幅值加大。
根据对46组的侧磨道岔的测量和计算,平均侧磨速率为0.009 2 mm·Mt-1。
道岔通常在通过120 Mt 总量后才会发生侧磨。
重载铁路韩原线160kmh道岔精整的分析与研究
太原铁道科技.車■尤战重载铁路韩原线160km/h道岔精整的分析与研究重载铁路韩原线160km/h道岔精整的分析与研究陈万春苏润峰:朔州工务段摘要:针对韩原线160km/h道岔晃车难题,通过现场检查、综 合分析病害原因,提出对道岔转辙部分框架尺寸的调整,有效 提高道岔整体结构稳定性,及时消除工电结合部的问题,确保 重栽铁路运输安全。
关键词:重栽铁路;道岔晃车;框架精整;分析研究0概述韩原线北起大秦线的源头韩家岭站,南至原平 站,线路全长154公里,设计时速为丨60km/h。
主要疏 通晋中、晋南的煤炭物流大秦线汇人,担负准朔线煤 炭重载列车的外运,以大秦线重载煤炭运输为主。
正 线采用重型钢轨,一次建成跨区间无缝线路,满足重 载列车运行要求。
由于段管内韩原线重载货运提速至 160km/h运行,道岔部件(包括基本轨、尖轨,固定辙叉 翼轨及心轨,可动心轨辙叉翼轨、心轨,钢轨接头等)的磨损和伤损(垂磨、侧磨、压溃、掉块等)远远大于普 通线路道岔。
160km/h道岔晃车现象比较严重,造成的 原因是综合性的,涉及到道岔平面线型、结构设计、部 件材质、制造工艺等诸多因素。
由于大秦线重载铁路 的重要性,特殊的运输条件和维修环境(行车间隔时 间短、上道维修作业极为闲难、天窗时间里主要更换 损坏部件、无规范性的重载线路维修作业等)是引发 部件损伤和道岔运行不稳定的主要原因。
Q2020*3________________________________1重载160km/h道岔晃车原因分析随着重载铁路高密度、高速度、大运量的发展,重 载列车对线路造成的病害逐步显现,尤其是道岔地段 晃车病害尤为突出。
重载列车对道岔地段破坏力较 大,道岔的框架尺寸在时间运行中会发生变化。
由于 H常维修理念落后,只是对道岔方向进行改道、拨道 进行处置,对道岔整体框架结构尺寸考虑较少。
同时,由于维修令业队伍较少,H常天窗不足,对道岔整体 框架结构尺寸调整难以完成。
重载加强型翼轨辙叉的研究与设计
重载加强型翼轨辙叉的研究与设计摘要:重载道岔普遍采用固定型组合辙叉,固定型辙叉的心轨30mm断面前后及其对应的翼轨普遍存在由于异常磨耗、疲劳裂纹及剥落掉块而下道,为了提高重载铁路辙叉使用寿命,对辙叉轨顶堆高、心轨降低值等关键性问题进行了创新性设计;为了满足无缝线路使用需求及解决叉跟尖轨与心轨拉开离缝问题,采用锁扣和楔形接触的防拉开结构形式进行设计。
关键词:无缝线路、组合辙叉、锻造锰合金、防拉开结构Research and design of heavy-duty wing frogCui Kunliang(China Railway Shanhaiguan Bridge Group Co.,Ltd.,Qinhuangdao Hebei 066205,China)Abstract: Fixed combined frog is widely used in heavy-haul turnouts. Before and after the 30mm cross section of the fixed frog's core rail and its corresponding wing rail are commonly out of use due to the abnormal abrasion , fatigue crack and chipping. In order to prolong the service life of the heavy-haul railway frog, innovative design has been made on key issues such as the top pile height of the frog rail and the reduction of the core rail. In order to meet the needs of seamless line and solve the problem of the split between the fork heel switch rail and the core rail, the anti-split structure of lock catch and wedge contact is adopted for the design.Key words: seamless line, combined frog, forged manganese alloy, anti-pulling.中图分类号:U213.6+2 文献标识码:A文章编号:1概述随着我国铁路事业的迅猛发展,对线路工务设备的使用性能及使用寿命提出了更高的要求,尤其是对道岔的要求更为严苛。
高速铁路道岔病害的成因分析及整治措施
高速铁路道岔病害的成因分析及整治措施摘要:随着世界科技发展,高速铁路的出现实际上是科技进步的产物.根据铁路历史的发展看来,高速铁路的出现和发展是经济社会发展的必然趋势.我国的高速铁路产业系统及时是全球最发达的国家,无论在行驶速度、运营里程还是在建规模方面.高速铁路不同于普通铁路,高速铁路弯道少且半径范围大,高速铁路的道岔都是采用的可动心高速道岔.关键词:高速铁路隧道;病害成因;整治对策道岔是高速铁路线路中重要的组成部分,由于铁路沿线道岔数量多、结构复杂,在线路运营和维护过程中任何一个小的误差都有可能导致道岔病害的出现。
道岔病害的成因多种多样,在道岔的维修和养护中要根据实际情况具体问题具体分析,有针对性地提出解决办法。
一、常见的故障原因分析(一)道岔转换卡阻1.设计与制造的原因基于普速道岔本身的特性可以得知,各类普速道岔的结构差异性较小,正因为这样的情况,转换杆的位置也大概相同,其主要安装在混凝土岔枕内。
虽然我国的普速铁路中对凝土岔枕有着严格的要求,但是在实际工作中的岔枕生产验收工作管理较差,并且在制造过程中可能实际尺寸与标准尺寸间存在一定误差,导致道岔在防止卡阻这一问题上存在固有缺陷。
2.铺设的原因2.1位置错误在对道岔进行铺设的过程中,铺设位置出现错误的情况会导致道岔出现故障。
当心轨与混凝土岔枕的位置出现误差或质量问题时,就会导致道岔之间产生间隙,不仅加大了磨损情况的发生,而且容易导致道岔发生卡阻问题。
2.2滑床板台面作用不良在使用过程中随着滑床板的磨耗、变缺油锈蚀形甚至脱焊、折断,导致基本轨不落槽、尖轨转换不顺滑月,引起卡阻。
(二)道岔不密贴道岔不密贴在实际工作中最重要的表现是尖轨扳不到位,其主要的产生原因是转换的阻力过大。
转换阻力过大的原因主要包括两方面,分别是:1.滑床台板在实际使用时,非常容易出现没有及时更换的情况发生,这样的问题出现会导致滑床台板的阻力过大。
2.尖轨或心轨在铺设的过程中,很有可能会出现与滑床台板之间产生间隙等情况得到发生,这些都会缩短道岔的使用寿命,从而出现故障。
大秦线重载铁路道岔技术指标探讨
大秦线重载铁路道岔技术指标探讨赵洪雁【摘要】大轴重、高密度和大运量是大秦重载铁路的"三大特征",在此运行条件下道岔部件伤损严重,平均使用寿命短于普通线路同型号道岔.根据大秦铁路的运营条件,提出了研制新型道岔和优化既有道岔结构应遵循的原则及其主要技术指标.试验表明,新型道岔较既有道岔的使用寿命明显提高,已达到或超过设计寿命期望值.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2010(000)004【总页数】3页(P89-91)【关键词】大秦线;重载线路;道岔【作者】赵洪雁【作者单位】太原铁路局太原工务机械段,太原,030045【正文语种】中文【中图分类】U213.62007年和2008年大秦重载铁路分别完成了300 Mt和350 Mt运量,2009年将实现340 Mt运量。
大轴重(25 t)、高密度(行车间隔最短3~5 min)和大运量(300 Mt)是大秦重载铁路的“三大特征”,在这种极其严峻的运输条件下,道岔部件(包括基本轨、尖轨,固定辙叉翼轨及心轨,可动心轨辙叉翼轨、心轨,钢轨接头等)的磨损和伤损(垂磨、侧磨、压溃、掉块等)远远大于普通线路道岔。
造成道岔部件损伤的原因是综合性的,涉及到道岔平面线型、结构设计、部件材质、制造工艺等诸多因素。
就大秦重载铁路而言,特殊的运输条件和不能及时维修(行车间隔时间短,上道维修作业极为困难,天窗时间里主要更换损坏部件,而无精力进行维修作业)是引发部件损伤和道岔主要部件的平均使用寿命短的主要原因。
大秦铁路在用道岔有两种:①固定型道岔,辙叉为高锰钢铸造辙叉和合金钢组合辙叉;②可动心轨道岔,辙叉为单肢弹性可弯结构。
其中固定型道岔占绝大部分。
不同类型道岔及其部件的使用寿命列于表1。
由表1可知:①在重载线路上高锰钢辙叉平均使用寿命与普通线路接近,属基本正常范围,而可动心轨辙叉的平均使用寿命远远低于普通线路,没有发挥其结构优势。
②曲线尖轨在短时间内磨耗、压溃、掉块严重,在重载线路上平均使用寿命远远低于普通线路。
重载铁路12号道岔尖轨转换特性分析
重载铁路12号道岔尖轨转换特性分析司道林1,2,王猛1,2,王树国1,2,葛晶1,2,王璞1,2,侯博文3(1.中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所,北京100081;2.中国铁道科学研究院集团有限公司高速铁路轨道技术国家重点实验室,北京100081;3.北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044)摘要:为适应轴重27t重载铁路发展需要设计的重载铁路12号道岔,其线型、尖轨结构参数与既有道岔结构明显不同。
为分析重载铁路12号道岔尖轨转换特性,基于ANSYS中三维梁单元BEAM188的变截面特性建立尖轨有限元模型,计算尖轨转换过程中的不足位移、轮缘槽宽度、牵引力以及尖轨弯曲应力。
分析结果表明:尖轨转换不足位移小于1mm,轮缘槽宽度最小值达到75.75mm,转换过程中尖轨跟端产生的轨底拉、压应力峰值分别为45.5、58.2MPa,第1、2牵引点处牵引力分别为1.195、4.085kN。
因此,重载铁路12号道岔尖轨设计参数、转辙机布置方案可保证道岔几何尺寸满足限值要求,弯曲应力远小于钢轨屈服极限,牵引力小于转辙机额定转换力,可保证尖轨正常转换,为重载铁路道岔安全运营奠定基础。
关键词:重载铁路;12号道岔;有限元模型;变截面;尖轨转换;不足位移中图分类号:U213.6文献标识码:A文章编号:1001-683X(2021)07-0036-05 DOI:10.19549/j.issn.1001-683x.2021.07.0360引言为满足轴重27t重载铁路发展需要,研发设计了新型重载铁路12号道岔,该道岔具有良好兼容性,道岔中心、全长、前长、后长等关键结构尺寸与适应25t轴重的既有主型重载铁路12号道岔相同[1-2]。
为延长重载铁路12号道岔在大轴重运营条件下的使用寿命,采用相离值40.8mm、半径350.0m导曲线线型,因此增加了尖轨前端直线段长度,减小轮缘导向压力,避免轮缘贴靠曲尖轨轨侧,达到延长尖轨寿命的目的[3-4]。
高速铁路道岔的轨枕类型选择与使用技术研究
高速铁路道岔的轨枕类型选择与使用技术研究随着高速铁路的迅速发展,道岔作为高速铁路系统不可或缺的组成部分,起到了关键的作用。
道岔的质量和稳定性对高速铁路的安全运行至关重要。
在道岔设计与建设过程中,轨枕类型的选择与使用技术研究是一个重要的方面。
轨枕是支撑轨道和承受列车负荷的关键组成部分。
根据目前的实践经验,轨枕材质通常采用混凝土或钢材制成。
混凝土轨枕具有较高的抗压强度和耐久性,广泛应用于高速铁路系统中。
钢轨枕具有较高的强度和稳定性,适用于长期使用和承载重载的情况。
在选择轨枕类型时,需要考虑以下几个因素:1. 技术性能:轨枕应具有足够的强度和稳定性,能够承受列车的负荷和轨道的变形。
此外,轨枕还应具有良好的抗震性能,能够在地震等灾害发生时保持稳定。
2. 经济性:选择轨枕类型时,还需要考虑到其经济性。
混凝土轨枕通常具有较低的成本,适合大规模应用。
钢轨枕虽然成本较高,但由于其长期使用寿命较长,可以在长期运行中获得更高的经济效益。
3. 兼容性:在选择轨枕类型时,需要考虑与其他铁路设备的兼容性。
轨枕应与轨道、道床以及其他关键部件相匹配,以确保整个铁路系统的稳定性和安全性。
除了轨枕类型的选择,使用技术也是确保道岔质量和稳定性的关键因素。
以下是一些常见的使用技术:1. 定期检查与维护:对高速铁路道岔进行定期检查和维护是确保其正常运行的重要措施。
通过检查轨枕的损坏情况、紧固螺栓的松弛程度以及道床的稳定性等,可以及时发现问题并采取相应措施。
2. 轨枕固定技术:轨枕的固定是保证道岔稳定性的重要环节。
常见的轨枕固定技术包括轨枕垫板固定、膨胀螺栓固定和橡胶垫片固定等。
不同的固定技术适用于不同的轨道环境和负荷条件。
3. 轨枕更换与更新:随着时间的推移,轨枕会受到磨损和老化的影响,需要定期更换和更新。
更换轨枕时,需要采取适当的措施,确保新的轨枕与旧的道岔组件相匹配,以确保整个道岔系统的稳定性和安全性。
在高速铁路道岔的轨枕类型选择与使用技术研究中,需要综合考虑技术性能、经济性和兼容性等因素。
铁路道岔综合打磨技术的应用和研究
Hale Waihona Puke ②侧 面打 磨 。采用 最大 角度 为 3 。 、5 %压 力 的模 式 对道 岔全 长范 围 5 0 ( 包含辙 叉及 转辙部 分) 行侧面 顺 向和逆 向打 磨。 进 从 现场 打 磨 情况 看,尖 轨侧 面 打磨 的 自然 终 止 点距 尖轨 尖 端 的距 离 为 1 0  ̄ 1 5 m , 应断 面宽度 为1 ~ 1m , 0 0 10 m 对 1 4 m 心轨侧 面打磨 的 自然终止 点距心轨 尖端距 离为 10 1m , 2  ̄25m 对应 断面 宽度9 6m 总体符 合之前预 计 的情 况,  ̄1m , 能 够完全 消 除波形 裂 纹和肥 边, 且未对 尖 轨 、轨 心 、基 本轨 和翼 轨产 生不 良切 削, 从整体 上提高 道岔 的打磨 质量 。 ⑨ 道岔前 后线 路的 同步打 磨 由于 道岔 固有不平顺 较 多, 车通过 时激振 明显, 列 道岔 区前后 钢轨存 在钢 轨表面病 害, 不处理将 成为今后 列车运行 的激振源 , 响道岔打 磨效果, 如 影 会缩 短道 岔打磨周 期, 因此应 将道 岔前后 约2  ̄ 3 m 0 0 的钢轨纳 入道 岔打磨 的范 围实 现道 岔前 、道岔后 线路 同 时打磨 。 结语 实践表 明, 采用 道岔 打磨机和 仿形打 磨机 联合作 业的综 合打磨 技术, 在保 证尖 轨、 轨、 本轨和 翼轨 无不 良切削 的情况 下实现 了道 岔的无 盲区打 磨, 心 基 同时对 岔 区特 殊位 置的局 部不 平顺也 可 以进 行有 效打磨 。打磨 后列 车在道 岔 区运 行平 稳, 激振 明显 减轻 , 岔 打磨质 量 得到 有效 提高 。 道 参 考 文 献 [] 范俊杰 , 代铁路 轨道 [] 北京 : 1 现 M, 中国铁道 出版 社 2 0 . 04 [] 中华人 民共和 国铁道 部, . 10 22 0铁 道设 计规 范. S. 2 TD 0 8— 0 5 [] 北京铁
重载道岔轨底坡设置研究
重 载 道 岔轨 底 坡 设 置 研 究
何 雪峰 ,高 亮 , 许 有 全 ,辛 涛
1 0 0 0 4 4 )
( 1 .中铁 工程 设 计 咨 询 集 团 有 限 公 司 , 北 京 1 0 0 0 5 5 ; 2 .北 京 交 通 大 学 , 北京
摘 要 : 轨 底 坡 作 为道 岔 的 主要 参 数 , 直接影响钢轨使 用寿命 , 结合 3 0 t 轴 重重载道 岔研 究需要 , 对轨底坡 进行 系 统研 究 。 针 对 重 载 线 路 道 岔 鱼 鳞 纹 、 掉 块、 肥边等病 害, 运 用车辆轨道耦 合动 力学理论 , 对2 5 t 轴 重货车通 过不 同 轨 底 坡 道 岔 时 的 动 力 响 应 进 行 分 析 。结 果 表 明 : 轨底坡增 加 , 横 向轮 轨 力 、 接 触应 力和安全 指标 , 导 曲 线上 股 钢 轨
磨 耗 功 都 有 不 同程 度 的 降低 , 长期 观 测 结 果 显 示 , 采 用 1: 2 O轨 道 坡 的 试 验 道 岔 , 导 曲 线钢 轨 光 带居 中 , 未见伤损。
关键词 : 重 载铁 路 ;3 0t 轴 重 ; 重载 道 岔 ;轨 底 坡 中图分类号 : U 2 1 3 . 6 文献 标 识 码 : A D Ol : 1 0 . 1 3 2 3 8 / j . i s s n . 1 0 0 4 - 2 9 5 4 . 2 0 1 5 . 1 1 . 0 0 3
逼 岔 纵 向位 置 / m
图7 曲线 下 股 钢 轨 磨 耗 功 时 程 曲线
系数 降低 , 相 比无 坡 工 况 最 大 降 幅 2 2 %; 上 股 钢 轨 脱
轨 系数局 部 略增 6 %, 增 幅不 明显 。 轮重 减载率 时程 曲线 如 图 5所 示 。直线 段轮 重减 载率 为 0 。第 1 位 轮对 进入 曲线后 轮 重减 载率 出现两
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载列车对线路的冲击破坏作用较普通铁路大,尤
其是曲线、道岔、钢轨等轨道结构损伤更为严重。
我国重载铁路都是在普通铁路基础上发展起来的,既有重载铁路道岔已不能满足我国已建成的大秦铁路、朔黄铁路以及在建的山西中南部铁路通道、蒙西至华中地区铁路煤运通道等重载铁路线,迫切需要研发新型重载铁路道岔,提出进一步强化新技术的研究开发,提高关键零部件使用寿命,有效解决关键零部件磨损严重问题,推动重载运输的更大进展。
1 我国重载铁路道岔现状
我国建成的重载铁路中大秦铁路和朔黄铁路为主要运煤专用铁路,随着运量逐年提升,在不增加线路里程的前提下,线路开行万吨级30 t轴重车辆成为必然趋势。
大秦重载铁路钢轨材质主要是PG4和U75V。
道岔主要采用提速道岔的技术标准,其结构形式与提速道岔基本相同,采用分开式弹性扣件,辙叉分为固定型辙叉和可动心轨辙叉两种,轨下基础为混凝土岔枕。
其中可动心轨辙叉已改造成固定型辙叉。
大秦重载铁路以其大轴重、高密度和大运量的运输工况对道岔设备构成了极其严酷的运行条件,使道岔基本轨、尖轨、翼轨及心轨、钢轨接头等零件的磨损和伤损远远大于普通线路同型号道岔。
通过对大秦铁路、朔黄铁路道岔实地调研后,分析重载铁路道岔主要病害为:
重载铁路道岔研究
董彦录:中铁宝桥集团有限公司,副总经理,陕西 宝鸡,721006
摘 要:重载铁路是我国铁路建设的又一
发展方向,道岔作为铁路线路的关键设
备,起着极为重要的作用。
通过对我国重
载铁路道岔实地调研,分析病害原因,从
尖轨、辙叉、钢轨强化等方面介绍我国重
载铁路道岔新技术的研究。
关键词:重载铁路;道岔结构;技术发展
重
(1)基本轨压溃和掉块,曲线尖轨磨耗严重、裂纹和剥离掉块(见图1)。
其原因是由于尖轨前端截面较小,车轮的横向力较大,制约了曲线尖轨寿命。
(2)辙叉心轨、翼轨磨耗严重(见图2)制约了辙叉,平均3~4个月就需要更换,增加了维修工作量。
(3)钢轨接头与刚度突变部位(安装间隔铁或限位器的尖轨跟端)的轨顶面压塌、肥边及磨耗均明显增加(见图3)。
2 新型重载道岔研究目标
进入21世纪以来,各国铁路已纷纷拟定重载技术研究开发的新计划,力图在21世纪初在高的起点进一步强化新技术、新装备的研究开发,以便在更大范围内推进重载运输,取得更大的经济效益。
依据重载铁路的运营条件及部件伤损情况,确定研制新型重载道岔的研究目标为:
(1)新型重载道岔与重载铁路既有道岔线型一致、可整体互换;辙叉可带垫板与既有辙叉互换。
(2)道岔及其部件应长寿命,以延长更换周期,
减少对行车的影响。
实现辙叉寿命使用不低于3亿t、曲线尖轨使用寿命达到1亿~2亿t目标。
(3)道岔及其部件应易维修或免维修,以适应重载铁路养护维修的现状,不应因维修不及时而严重影响其使用寿命。
3 新型重载道岔研究内容
为缓解重载铁路道岔使用的伤损问题,在前期对大
秦铁路、朔黄铁路调研基础上,中铁宝桥集团有限公司2009年提出并讨论通过了研制开发适应重载铁路运输新型道岔的设计原则和设计目标,首先研制可与既有道岔互换的75 kg/m钢轨12号单开重载道岔。
3.1 尖轨加厚
增加尖轨厚度是提高曲线尖轨寿命的主要措施,主要有两种方式。
一种是在尖轨和基本轨密贴区段,将基本轨密贴段轨头水平刨切一定厚度,尖轨轨头宽度相
应增加同样厚度(见图4(1)),提高其抗磨耗能力。
尤其是增加尖轨尖端厚度可防止尖端快速磨耗和掉块,增大安全储备。
另一种方式是采用特有的动态轨距优化(德文缩写为FAKOP)技术,在尖轨顶宽30 mm处基本轨发生弯折,致使该处存在15 mm的轨距加宽量(见图
4(2))。
该设计能使左右轨上的横向不平顺对称存
图1 基本轨压溃、曲线尖轨严重侧磨及掉块
图2 高锰钢辙叉心轨、翼轨磨耗严重
图3 钢轨顶面肥边
图4 尖轨加厚示意图
尖轨
尖轨与基本轨密贴段
15 mm
1 435 m m
A -x
A -x
(1)
(2)
在,可有效减缓列车过岔时的蛇形运动,同时还可增大尖轨的粗壮度,提高尖轨的耐磨性,尖轨顶降低值以保证钢轨强度及轮载平稳过渡为设计依据。
尖轨加厚技术在英国、德国等欧洲国家的重载铁路道岔上应用,效果明显。
3.2 辙叉结构
辙叉采用细晶粒预硬化嵌入式高锰钢组合辙叉或拼装式合金钢组合辙叉。
中铁宝桥集团有限公司自20世纪90年代开始为北美市场供应重载用嵌入式高锰钢组合辙叉,平均每年供货数量在1 500根左右。
出口北美市场的嵌入式高锰钢组合辙叉产品结构及质量得到美国Scheppler Engineering公司和CTM(Cleveland Track Material)公司的肯定。
其优点是:
(1)心轨与翼轨最大冲击部位实现锰钢化,同材料、同强度、同寿命;
(2)锰钢铸件长度短,有利于质量控制;
(3)爆炸硬化后表面硬度达到350 HB以上,硬化层深度≥30 mm;
(4)钢轨拼装结构,适用于无缝线路;
(5)采用双咽喉结构,缩短辙叉有害空间距离。
细晶粒预硬化嵌入式高锰钢组合辙叉的主要结构由整铸叉心、叉跟轨、翼轨及高强度螺栓连接而成,整铸叉心、翼轨为高锰钢整体连铸结构(见图5)。
3.3 辙叉三次爆炸硬化技术
细晶粒预硬化嵌入式高锰钢组合辙叉叉心轨顶面、工作边及圆弧全长范围内采用三次爆炸硬化工艺。
高锰钢辙叉爆炸预硬化是通过炸药爆炸在辙叉表面产生的强大外力冲击作用,使其高锰钢奥氏体的孪晶组织产生形变错位,促使辙叉表面迅速发生硬化,从而提高初始硬度,有利于提高辙叉的耐磨性。
爆炸硬化处理后叉心表面硬度达到350 HB以上,硬化层深度≥30 mm,充分发掘了高锰钢的高冲击韧性和高耐磨性,所形成的深化硬度有助于抵抗在预稳定期的磨损,提高辙叉初期耐磨性。
嵌入式高锰钢组合辙叉爆炸硬化工艺成熟,质量稳定可靠。
中铁宝桥集团有限公司出口北美市场的预硬化后辙叉平均通过运量总重4亿t以上,使用寿命达到国际先进水平。
3.4 钢轨强化
基本轨、尖轨、导轨、辙叉翼轨及叉跟轨采用U78CrV(PG4,强度≥1 280 MPa,硬度370~420 HB)在线热处理钢轨,以有效增强钢轨表面耐磨性能,实现与线路钢轨等强匹配,与前期道岔用U75V(强度≥1 180 MPa,硬度340~400 HB)在线热处理钢轨相比,其性能大幅提高。
4 理论计算分析
利用有限元法建立轮轨接触有限元实体模型(见图6)进行计算分析。
4.1 曲线尖轨
通过轮轨接触有限元分析,在相同荷载作用下,尖轨顶宽越大,其轮轨接触应力越小,增大尖轨头部宽度,对降低轮轨接触应力的作用明显(见图7、图8)。
4.2 嵌入式高锰钢组合辙叉
根据实体有限元方法,运用ANSYS建立三维实体计算模型,计算分析嵌入式组合高锰钢辙叉的受力性能。
分析时,翼轨、叉心、间隔铁和螺栓均采用ANSYS单
图5 嵌入式高锰钢组合辙叉结构图6 轮轨接触有限元模型
嵌入式整铸叉心
(叉心连铸镶嵌翼轨)
翼轨(与辙叉外侧贴合)
防转高强度螺栓连接
间隔铁
叉跟轨
元库中SOLID92号10节点实体单元模拟,并将辙叉支撑在弹性块上,弹性块的支撑刚度等效岔枕的支撑刚度。
计算中,钢轨弹性模量采用206×1011 N/m2,泊松比取0.3。
模型中,将辙叉前后两个端面三方向的位移全部约束,将支撑辙叉的弹性块底部三方向的位移全部约束。
结果表明:在所选的薄弱位置钢轨件(翼轨和心轨)的竖向位移均在2 mm以内,横向位移除荷载作用在咽喉处外均在1 mm以内;钢轨件、螺栓及间隔铁的等效应力均小于其相应屈服强度,满足强度要求。
5 结论
既有重载道岔部件磨损严重,寿命短,更换频繁,严重制约重载铁路运输能力。
因此,新型重载道岔实现的尖轨加厚、三次爆炸硬化高锰钢组合辙叉结构、钢轨强化等新技术,提高了重载铁路道岔使用寿命,是解决重载道岔既有病害的有力措施。
责任编辑 陈晓云
收稿日期 2013-04-08
图7 轮轨接触应力分布图8 尖轨接触应力剖面
-1155
-1 687
-1 492
-1 297
-1 102
-906.859 -711.948 -517.038
-322.127 -127.216 67.695
-1020
-884.71 -749.709 -614.708 -479.707 -344.706 -209.705 -74.704 60.297。