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以沪昆铁路某500 m半径曲线作为研究对象,对该曲线上股钢轨侧磨和下股轨顶掉块严重问题实施个性化钢轨廓形打磨,结合轮轨接触关系、车辆动力学仿真分析以及现场观测数据对小半径曲线打磨效果进行了研究分析.通过廓形打磨有效地改善了轮轨接触关系,提升了轨面质量,改善了车辆动力学性能.
钢轨廓形打磨对小半径曲线的影响研究
【摘 要】
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以沪昆铁路某500 m半径曲线作为研究对象,对该曲线上股钢轨侧磨和下股轨顶掉块严重问题实施个性化钢轨廓形打磨,结合轮轨接触关系、车辆动力学仿真分析以及现场观测数据对小半径曲线打磨效果进行了研究分析.通过廓形打磨有效地改善了轮轨接触关系,提升了轨面质量,改善了车辆动力学性能.
【机 构】
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中铁物总运维科技有限公司;国家知识产权局专利局专利审查协作四川中心
【出 处】
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铁路采购与物流
【发表日期】
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2021年12期
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阐述了个性化钢轨廓形打磨技术的关键内容和实施流程,然后基于大秦线的应用案例,研究了重载铁路钢轨存在的主要问题和产生原因,并实施了个性化钢轨廓形打磨.结果表明:个性化钢轨廓形打磨技术能够保证良好的轮轨接触关系,在解决重载铁路钢轨病害,减小磨耗速率,延长钢轨使用寿命等方面具有较好的效果.
根据兰新客专运行的CRH5G型动车组车轮踏面以及民乐站道岔钢轨实测廓形,设计了兰新客专道岔钢轨目标廓形,并采用钢轨打磨的方式对民乐站1#及7#道岔钢轨廓形进行了修正.打磨后改善了轮轨接触关系,降低了动车组通过岔区的I级横向偏差报警个数,修正了钢轨轨面接触光带.
为研究轨道垂向刚度不均匀对车辆系统的振动响应规律,基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立某新型内置轴箱高速动车组车辆-轨道耦合动力学模型,以轨道刚度值正弦变化模拟轨道刚度值不均匀,分析轨道垂向刚度值不均匀以及扣件和道床基础垂向刚度对车辆的振动影响.
针对朔黄线上行某段500 m小半径曲线上股钢轨上道2个月出现异常纵向掉块现象,通过调查现场数据并结合动力学仿真分析其形成原因,提出了个性化钢轨廓形打磨治理方案,以去除表面脱碳层,修正钢轨廓形,有利于抑制钢轨表面病害的萌生和发展.
针对传统大机道岔打磨存在的受限区域衔接不良问题,提出了基于大小机结合的道岔廓形打磨方法,分析了某12号道岔固定心打磨前后的轮轨接触关系,结果表明:实施廓形打磨后轮轨关系得到极大的改善,轮轨接触位置更为合理,有效解决了传统道岔大机打磨存在的受限区域衔接不良问题.
阐述了基于代表廓形的钢轨打磨方法的适用条件、实施流程和代表廓形的计算方法.通过轮轨接触几何分析和动力学仿真,证明了代表廓形算法的合理性.通过对西安局集团公司某线路进行打磨,对比了打磨前后廓形GQI变化,验证了打磨效果.
对现有岔区钢轨打磨技术进行了总结,结合岔区动力学测试工作,为岔区钢轨打磨技术的进一步发展和完善提供一定参考.合理运用钢轨打磨技术手段,可以有效去除岔区钢轨表面损伤,对列车过岔时的轮轨接触关系起到改善作用,提高列车岔区运行的稳定性和安全性,对延长岔区钢轨的使用寿命具有显著作用.
基于车辆轮对模态建立了车辆-轨道刚柔耦合动力学计算模型和扁疤模型,并进行了模型验证.基于赫兹接触理论、FASTSIM计算方法以及Archard磨耗模型,计算了车轮扁疤对钢轨磨耗以及滚动接触疲劳的影响,以探究其规律.
针对钢轨在服役过程中出现严重威胁列车行车安全和钢轨使用寿命的损伤,钢轨打磨是最经济有效的解决方式之一.钢轨打磨偏差是钢轨打磨质量的重要评价指标,对钢轨打磨偏差的影响因素进行分析,介绍了国内外学者相关研究进展,探讨了打磨偏差验收标准及其发展方向.