美国重载铁路研究现状

美国重载铁路研究现状

Heavy Axle Load around world

本周三上午，来自美国铁路联盟交通技术中心（TTCI）的高级研究员，就美国重载铁路（HAL）研究现状进行了报告。TTCI作为一个公司，可以在隶属于美国政府的铁路研究中心（TTC）工厂进行科研研究。而在TTC建有的5条试验线路中（包括HTC、RTT、WRM、TTT、PTT），应用于重载铁路研究的主要为环线长2.7英里的HTC（High Tonnage Loop)。选择该长度较小的环线是因为重载研究中，需要积累轨道桥梁的总吨位，来估计其疲劳破坏等，较小环线可保证时间、物力和财力的效益。

目前世界部分国家对重载铁路均进行了一定研究，如表1所示为各国进行的研究所对应轴重，列车长度及未来研究趋势。其中澳大利亚试验线为封闭线，南美正计划测试36t轴重的研究。而且美国的建成货运网络总长达140,000英里，另外在加拿大和墨西哥还建有50,000英里，跑的货运车辆累达140万。

表1

Country

Axle Load

（tone)

Train length

(number of cars)

Future Trend

Number of cars/tone

USA、Canada 33 130-140 150-170cars Australia 35-40 200-240 333cars South Africa 26-30 200-216 332cars Brazil 27.5-32.5 330 37tone

Sweden 30 68

China 25-27 210 30tone

美国各铁路研究基金主要来源于美国铁路协会（AAS.Association of American Railroads）和美国政府（ government),主要由TTCI、Voipe（剑桥）、部分大学和供应商指导进行。所进行的战略研究性计划项目主要是对近期

和未来战略性问题进行研究，目的主要有提高安全性、提高可靠度以及提高效率等。而HAL目前的研究突破点主要集中于构架磨损、疲劳和实效，轨道造成的脱轨事件，轨道设计及养护等方面。

基于上述现状，在轨道、桥梁和VIT方面已进行的研究方向主要有HAL的实现、车轨交互和轮轨交互管理和先进测试系统等。

1.HAL的实现

①采用耐疲劳、磨损钢轨；

②采用改良焊接方法；

③选用高性能紧固件系统；

④采取先进的轨道工程材料和设计；

⑤采取先进设计桥梁或对现有桥梁采取寿命延期策略；

⑥考虑小编组车辆对桥梁和轨道的影响；

⑦研究路基的优化。

2.车轨交互和轮轨交互管理

①采用改良版摩擦控制型材料；

②采取改良版轮轨断面设计和维护；

③进行铁路侧翻、尖轨防脱轨分析；

④分析滚动接触疲劳的根本原因；

⑤分析轮轨接触对轨道失效的影响；

⑥研究基于性能的轨道几何形位。

3.先进测试系统

①研究基于相控阵的铁路测试系统；

②研究铁轨纵向力的测量；

③研究轨道的机器视觉检测；

④研究桥梁的动态检测；

⑤研究路基检测；

⑥研究无人机检测系统。

就研究的问题对世界铁路发展的影响方面，可将研究课题分为渐进式改变课题（如优化轮轨钢、新的轮轨型面），阶跃式改变课题（如先进特殊轨道工程设计和材料、相控阵激光轨道检测系统、减轻相对离心力的策略）和革命性改变课题（铁轨纵向力的测量、无人机检测系统）。其中，纵向力的测量和控制的问题主要出现在胀轨跑道的防止和处理、断轨导致的纵向力和偏心和曲线运动的减轻等方面，为一直进行中但进展不明显的难点。目前对其的研究进展到以下几方面，如何对现有可用的RNT测量技术进行评估、研究动态RNT测量系统的发展和论证，理解RNT随时间振荡和衰变的形式和原因。