城市轨道交通曲线钢轨短波不平顺分析

钢轨波磨已成为城市轨道交通伤损的主要形式之一。对钢轨波磨的检测与评价方法进行了研究与分析。波磨检测的基本原理均基于弦测法和惯性基准法。波磨评价目前主要基于频域分析、时域分析及轨面粗糙度评价。基于对上海轨道交通1号线钢轨波浪形磨耗的连续布点测试,对所测数据进行了频谱分析,并结合现场情况对波磨的程度作出了评价。

在某城市轨道交通线路上对钢轨打磨前后轨面不平顺、轮轨力及轨道结构振动进行测试,根据测试数据分析轨面不平顺对轮轨力和钢轨振动加速度的影响。结果表明,钢轨打磨后,轨面不平顺幅值从打磨前的0.966mm降低为0.686mm,轮轨垂向力可降低18%~19%,钢轨垂向振动加速度降低了2.33倍。

城市轨道交通中钢轨的质量、工作状态对整个线路的质量以及行车安全有着直接的影响。笔者在对北京地铁钢轨伤损常见类型和伤损现状进行统计分析的基础上,得出了以下结论:1号线和2号线运营时间较长,钢轨伤损主要以剥离掉块等疲劳性损伤为主;新建线(13号线和八通线)到目前为止出现的钢轨伤损主要以焊缝伤损及焊点伤损为主要类型。讨论了轨道交通与国铁不同的钢轨伤损的成因,有针对性地提出了钢轨伤损防治对策,如提高钢轨质量、铺设无缝线路、加强养护维修和做好钢轨探伤检查工作,并提出了钢轨伤损的监测管理和整治修复措施。

阐述了车辆段和正线间钢轨设置电分段的必要性。介绍了国内外目前普遍采用的出入段线钢轨电分段的设置方式(单二极管分段、绝缘节分段和双二极管分段方式)。对各设置方式进行分析和比较,并对其适用性进行了探讨。

通过对北京地铁六号线钢轨状态与病害分析、打磨养护作业的设计、实施与养护效果进行详细描述,提出了基于高速钢轨打磨车的快速、安全、环保、高效的新型养护方式。

在对北京地铁部分线路钢轨波纹磨耗问题进行系统调研及定性分析的基础上,通过建立车轨动力仿真模型,对扣件刚度、阻尼及车速与钢轨波纹磨耗的关系进行动力仿真分析,并提出相关建议,为既有线整治及新线预防提供参考。

在系统分析国内外铁路钢轨应用情况基础上,结合城市轨道交通的特点,对城市轨道交通用钢轨的相关问题进行分析,并对提高钢轨使用寿命的措施提出建议。

钢轨的波浪形磨耗已成为城市轨道交通钢轨伤损的主要形式之一。基于对上海轨道交通1号线钢轨波浪形磨耗的连续布点观测,采用频谱分析方法提取波浪形磨耗的波长,并对波深进行统计与分析,初步了解了上海轨道交通钢轨波浪形磨耗的一些基本特征,为进一步研究城市轨道交通钢轨波浪形磨耗生成机理及防治措施提供了依据。

随着城市轨道交通列车速度、密度和重量的增加,滚动接触疲劳伤损和磨耗伤损问题已经严重影响钢轨的使用寿命。在分析钢轨主要伤损成因的基础上,对钢轨伤损的检测、寿命管理、控制和减缓等方面进行了分析。提出了钢轨全寿命养护策略理念,并讨论了轮轨关系、周期性的钢轨预防性整形作业、钢轨润滑和整形的关系等关键因素。合理的钢轨全寿命养护策略,可以有效地延长钢轨寿命,节约养护成本,改善对环境的影响。

钢轨的轨底坡是城市轨道交通工程轨道系统的重要参数之一,通过对国内外众多铁路及城轨交通系统钢轨轨底坡取值情况的调研以及不同轨顶动态磨耗“光带”的分析,并结合国铁有关部门的研究和试验,提出对我国城轨交通工程轨底坡取值的建议。

城市轨道交通钢轨波浪形磨耗会增加养护维修费用,降低乘车舒适度,引起噪声,甚至危及列车安全.为了检测钢轨波浪形磨耗,提出了一种基于运营车辆转向架加速度的钢轨波磨检测技术.利用simpack多体动力学软件建立含有波磨病害的车辆-轨道模型,采集该状态下的车辆转向架加速度数据,应用经典的时频域分析、小波分析及希尔伯特黄变换分别对基于波磨病害的转向架加速度信号进行分析并提取出时频特征进行病害识别.仿真结果表明：利用连续小波分析提取的频域特性及经验模态分解（empiricalmodedecomposition,emd）得到的特征振动模态可用于波磨病害的检测和识别,从而验证了利用simpack仿真模型进行钢轨波磨检测的可行性.

了解伤损的成因并在日常养护工作中及时发现伤损,采取措施保证线路行车安全,对城市轨道交通轨道专业来说极其重要。本文主要探讨城市轨道交通中钢轨伤损的成因及养护方法。

城市轨道交通轮轨匹配及钢轨材质选择 (2)

城市轨道交通钢轨波浪形磨耗会增加养护维修费用,降低乘车舒适度,引起噪声,甚至危及列车安全.为了检测钢轨波浪形磨耗,提出了一种基于运营车辆转向架加速度的钢轨波磨检测技术.利用simpack多体动力学软件建立含有波磨病害的车辆-轨道模型,采集该状态下的车辆转向架加速度数据,应用经典的时频域分析、小波分析及希尔伯特黄变换分别对基于波磨病害的转向架加速度信号进行分析并提取出时频特征进行病害识别.仿真结果表明:利用连续小波分析提取的频域特性及经验模态分解(empiricalmodedecomposition,emd)得到的特征振动模态可用于波磨病害的检测和识别,从而验证了利用simpack仿真模型进行钢轨波磨检测的可行性.

我国各大城市的轨道交通建设已处在一个快速发展期,建设速度和规模在国内外都属史无前例。城市轨道交通建设和运营逐步网络化,城市轨道交通的建设在解决特大、大城市交通问题的同时,也非常重视沿线的环境振动控制问题,以保护沿线诸如学校、医院、居民楼、古建筑等敏感地段,目前在建地铁多采取采用大量不同类型减振轨道结构的技术措施。但是,在北京地铁部分线

考虑城市轨道交通小半径曲线、大坡道等复杂线路条件,建立了车辆-轨道动力学模型、磨耗和裂纹萌生预测模型;根据该模型,计算了不同坡度条件下钢轨的表面切向力和磨耗指数,预测了不同硬度的钢轨在大坡道条件下的型面变化、磨耗发展率和裂纹萌生寿命,并提出了城市轨道交通的轮轨硬度匹配建议。结果表明,在城市轨道交通的小半径曲线、大坡道条件下,采用硬度为280hb以上的钢轨可得到较好的抗磨耗性能和较长的裂纹萌生寿命;钢轨与车轮硬度比应接近,且钢轨硬度应略大于车轮硬度。

随着城市轨道交通线网规模的不断扩大，无缝线路钢轨在大修期的换轨工作量相应增加。为提高线路换轨的工作效率和作业质量，本文研究了城市轨道交通焊轨基地的用途、工艺流程及选址条件，并分析焊轨基地的投资成本，为城市轨道交通焊轨基地的设计提供建议和参考。

对城市轨道交通轨面短波不平顺进行实测和检验,计算了短波不平顺水平谱,分析了轨面短波不平顺的特征。分析结果表明:轨道结构类型、列车类型、线路线型对轨面短波不平顺有明显影响;无砟轨道、重型车辆和曲线条件下的轨面短波不平顺谱值比较显著,较严重的波长区域在4.0~8.0cm和16.0~32.0cm,分别对应焊接接头不平顺和城市轨道交通的典型钢轨波磨。因此,在城市轨道交通的钢轨养护管理中,应重视焊接接头和钢轨波磨的养护管理;同时,引入钢轨打磨策略,以控制轨面短波不平顺的整体质量。

了解伤损的原因并在日常养护工作中及时发现伤损，采取措施保证线路行车安全，对城市轨道交通轨道专业来说极其重要。本文笔者根据多年经验主要对城市轨道交通中钢轨伤损原因进行了分析并给出了一些措施。

通过大量的现场调查、测试、试验以及理论分析,揭示北京地铁新线异常波磨的产生机理,发现钢轨异常波磨的主要成因,有针对性地提出已运营线钢轨异常波磨的整治原则,提出防止地铁钢轨异常波磨的综合减振技术原则。通过对课题研究成果的总结,从城市轨道交通建设管理的角度,提出防止钢轨异常波磨发生和发展的原则及建议,为保障运营安全、最大限度地降低养护维修成本提供有力的技术支持。

本文通过对城市轨道交通发生的钢轨灼伤现象进行了描述,提出钢轨扣件绝缘低、钢轨回流系统性能不满足设计要求等原因,提出了钢轨绝缘测试方案、回路电阻测试方案和钢轨电导率测试等相关检测方案,最后提出了增强钢轨绝缘、增加排流电缆和补齐测防端子等防止钢轨灼伤的几点建议措施。

在调研城市轨道交通典型钢轨表面伤损的基础上,对比了在线钢轨整修技术的类型、优缺点和适应范围,并通过现场观测,分析了在线钢轨铣磨的效果。结果表明:在线铣磨可以很好地消除钢轨顶面、轨距角处的表面伤损,并恢复较高精度的标准轨头轮廓,公差为-0.1～+0.2mm;在线铣磨提高了钢轨表面的整体纵向平顺度,各波长范围内不平顺幅值均方根降低50%以上,峰值超限数量降低40%～80%;焊接接头不平顺的恢复受铣磨量和不平顺原始幅值的影响。