30t轴重重载铁路轨下橡胶垫老化对轮轨动力学影响研究
轨道参数对重载铁路钢轨焊缝区域轮轨动力作用的影响
２ ０ １ ３年 ９月
Ｓｅ ｐ ． ２０１ ３
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ４ － ８ ４ ２ ５ （ Ｚ ） ． ２ ０ １ ３ ． ０ ９ ． ０ １ ６
轨 道 参 数 对 重 载 铁 路 钢 轨 焊 缝 区域 轮 轨 动 力作 用 的影 响
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｏ ｙ ｒ ｏ ｆ ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ — ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｅ ｄ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｖ ｅ ｒ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｅ ｄ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｂ ｅ －
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重载铁路小半径曲线轮轨磨耗影响因素与减磨措施分析
重载铁路小半径曲线轮轨磨耗影响因素与减磨措施分析作者：陈凯来源：《海峡科技与产业》 2018年第6期摘要：为了使重载列车在小半径曲线上行驶时更加平稳和安全，并且减小对车轮和钢轨的磨耗，通过应用动力学仿真软件对重载铁路车辆建立精密的轨道动力学仿真模型。
在仿真模型中通过对个别参数进行变化，从而引起一系列的相关参数的变化。
通过对参数的变化规律进行总结，研究不同轴重火车下曲线半径以及重载铁路曲线超高对轮轨磨耗的影响以及减磨措施。
关键词: 小半径曲线；重载铁路；轮轨磨耗；减磨措施中图分类号：U29 文献标识码：A包神铁路(包头至神东)是国家能源集团铁路网主要干线,也是我国西煤东运战略通道的重要组成部分,近年来,随着我国经济的发展和“一带一路”伟大战略的实施，我国的进出口贸易活动变得越来越频繁，这就对货物的运输能力提出了越来越高的要求。
而在各种不同的运输形式之中，重载铁路运输有着其得天独厚的优势，例如成本更低、运量更大等。
在这种背景条件下，重载铁路运输得到了大力地发展，但是在高速发展的过程中难免会遇到一些问题。
如为了能够运输更多的货物，车辆的轴重变得越来越大，车辆的长度也在不断加长，同时车辆的行驶速度也在不断地加快[1]。
在这种情况下，轮轨磨耗损坏的现象变得越来越频繁。
而且这些现象往往都发生在车辆通过小半径曲线时。
所以，在对曲线的各项参数进行设置时，除了要保证重载火车能够安全而平稳地通过曲线，还要尽可能地减小车轮和钢轨之间的磨耗。
为此，本文利用计算机软件对重载铁路车辆建立了精密的轨道动力学仿真模型，对重载列车通过小半径曲线时的各项参数进行了重点分析，为减小轮轨磨耗提供数据依据。
1 不同轴重火车下曲线半径对轮轨磨耗的影响及减磨措施分析应用计算机软件建立轨道动力学仿真模型，其具体参数见表1。
利用动力学仿真分析软件得到的数据，总结出了以下规律。
当车辆的轴重分别达到25t和30t时，车辆的所有动力学的数据会依次下降。
大轴重重载列车长大下坡道曲线地段行车性能分析
大轴重重载列车长大下坡道曲线地段行车性能分析蒋立干;时瑾;龙许友【摘要】重载铁路长大下坡道小曲线地段病害多发,是危及行车安全的风险源.以双机牵引30 t轴重万吨列车为研究对象,在考虑列车纵向冲动和曲线车辆动力学行为基础上,建立了长大列车动力学模型,分析了大轴重重载列车在常用全制动工况下长大坡道曲线参数设置对行车性能的影响.研究表明:重载列车在13‰下坡道500 m 半径曲线地段制动时,整列车产生最大压钩力的车辆与曲线上出现最大车钩力的车辆并不一致,当曲线距头车初始制动位置距离700 m时,曲线段上第48节车车钩力达到最大值;制动产生的纵向冲动作用可使轮重减载率增大72％、倾覆系数增大47％、轮轨横向力增大41％、脱轨系数增大27％,这一作用会对行车安全性和轨道服役性能造成不利影响;从提高运营期行车安全、减缓曲线病害角度考虑,建议长大坡度最小曲线半径选取800 m.该研究可为重载铁路设计提供参考.%Diseases of heavy haul railway happen easily on a long steep down grad,these are a risk source being dangerous to train operation safety.A 30 t axle-load 10 000 t heavy haul train towed by two locomotives was taken as a study object,its dynamic model was established based on the train longitudinal impulse and vehicle dynamic behavior on curved tracks.The influences of curve parameters of a long steep ramp on train operation performance were analyzed during the heavy haul train passing through curve section of the long steep ramp under the full brake conditions.The results showed that the maximum hook force of the whole train is not consistent with that of the vehicle on the curve section when the heavy train is braked on the curve section with a radius of 500 m of the 13‰ down grade;the hookforce of the 48th vehicle on the curve section reaches the maximum value when the curve section is 700 m far from the brake position of the head vehicle;the longitudinal impulse action caused by braking makes the wheel load reduction rate increase by 72％,the overturning coefficient increase by 47％,the wheel-rail lateral force increase by 41％ and the derailment coefficient increase by 27％;this action affects the train operation safety and the rail service performance;the minimum curve radius of the long steep downgrade is suggested to be 800 m to improve the operation safety and slow down diseases of curve sections.The study results provided a reference for the design of heavy haul railway.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2017(036)015【总页数】7页(P77-83)【关键词】重载列车;纵向动力学;长大下坡;曲线;行车性能【作者】蒋立干;时瑾;龙许友【作者单位】北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044;北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044;轨道工程北京市重点实验室,北京100044;中国铁路设计集团有限公司,天津300142【正文语种】中文【中图分类】U270.1发展重载运输是铁路运输扩能增效的一种有效途径。
30t轴重重载铁路轨道结构强化改造技术
30t轴重重载铁路轨道结构强化改造技术曹海滨【摘要】朔黄重载铁路轨道结构基础设施均按25 t轴重设计与建造,将货车轴重提高至30 t同时开行2万t以上的重载列车,将导致基础设施的强度与疲劳性能发生显著变化.根据朔黄重载铁路既有基础设施现状,对30 t轴重运输条件下基础设施存在的薄弱环节进行了现场调研,并通过大轴重实车试验对直线、不同半径曲线地段轨道部件受力和轨道几何状态进行了测试与分析,给出了铺设新型重载轨枕与重载扣件等结构强化改造技术措施.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2016(000)007【总页数】4页(P132-135)【关键词】重载铁路;轨道结构;适应性评估;轨道强化技术【作者】曹海滨【作者单位】神华集团有限责任公司,北京 100011【正文语种】中文【中图分类】U239.2;U213.2+11重载铁路运输受到世界各国的广泛重视，美国、巴西、澳大利亚、南非等国已大力发展重载铁路。
目前重载铁路已被国际公认为铁路货运的发展方向，成为世界铁路发展的重要方向之一。
从国外发展重载运输的实践来看，大轴重重载运输具有很好的经济性：一方面其运能大、效率高、运输成本低；另一方面大轴重、高牵引质量重载运输可显著提高机车车辆运转效率，减少机车车辆数量，同时降低牵引能耗，降低机车车辆维护费用和设备占用时间。
目前国外重载煤运铁路货车轴重大多集中在26.5～32.4 t，如澳大利亚昆士兰地区煤运铁路轴重最大为26.5 t，北美地区煤运铁路最大轴重达32.4 t。
随着神华集团各煤炭基地建设步伐的加快和矿区开采规模的扩大，神华铁路骨干网络的运输能力已不能适应发展的需求，通过多种技术途径扩大神华铁路运输能力十分紧迫。
经过近2年的广泛调研、咨询和论证，提出了在既有铁路基础设施强化改造基础上，通过提高轴重，增加牵引质量，规模开行2万t及以上重载列车等技术途径，提高神华铁路的运输效率和能力。
但提高货车轴重至30 t及以上，其荷载将超出轨道结构和部件设计标准。
高速列车轮轨动力学性能研究
高速列车轮轨动力学性能研究近年来，高速列车的技术不断提高，越来越多的人开始使用高速列车出行。
在高速列车的运行过程中，轮轨动力学性能的研究是至关重要的。
本文将探讨高速列车轮轨动力学性能的研究现状和未来发展趋势。
一、高速列车轮轨动力学性能的研究现状高速列车的轮轨动力学性能主要包括轮轨动力学特性、轮轨几何匹配、轮轨磨损及车辆稳定性等方面。
目前，高速列车的轮轨动力学性能的研究主要集中在以下几个方面：1. 轮轨动力学特性的研究轮轨动力学特性是研究高速列车运行时轮与轨之间的动力学关系。
研究表明，轮轨动力学特性对高速列车运行的性能具有重要影响。
因此，轮轨动力学特性的研究是高速列车轮轨动力学性能研究的重要方面。
目前，高速列车的轮轨动力学特性的研究主要通过大型仿真实验来实现。
此外，还有一些关于轮轨动力学特性的理论研究。
2. 轮轨几何匹配的研究轮轨几何匹配是指轮轨间的相对位置和姿态关系。
研究表明，轮轨几何匹配对高速列车的轮轨动力学性能具有重要影响。
因此，轮轨几何匹配的研究是高速列车轮轨动力学性能研究的重要方面。
目前，轮轨几何匹配的研究主要基于仿真实验和理论分析。
3. 轮轨磨损的研究轮轨磨损是指轮和轨之间会产生磨损。
磨损严重时会影响高速列车的车辆稳定性。
因此，轮轨磨损的研究非常重要。
目前，轮轨磨损的研究既有实验研究，也有理论研究，但很多问题仍需要进一步研究和探索。
4. 车辆稳定性的研究车辆稳定性是指车辆在运行中的稳定性。
在高速列车运行过程中，车辆稳定性非常重要，对于提高高速列车的运营效率和安全性至关重要。
目前，车辆稳定性的研究主要基于模拟实验和理论分析。
二、高速列车轮轨动力学性能的未来发展随着高速列车技术的发展，高速列车轮轨动力学性能的研究也会不断取得新的成果。
未来，高速列车轮轨动力学性能的研究重点将主要集中在以下几个方面：1. 轮轨动力学特性的优化轮轨动力学特性是影响高速列车运行的关键因素之一。
未来，高速列车轮轨动力学性能研究将进一步优化轮轨动力学特性，以提高高速列车的运行效率和安全性。
30t轴重重载铁路轨道结构技术创新与发展
轨道结构技术 创新 与发展
张志方 ：中国铁路 总公司科技管理部 ，高级工程师，北京，１ ０ ０ ８ ４ ４
摘
要 ：论 述 国内外 重载铁路 总体现 状和 国
内外 重 载铁路 轨 道 结构 现状 及 发展 ，以及 新
建 山西 中 南部 铁路 通 道概 况 。从 有砟 轨 道 、
根据对５ ０ ｔ 轴 重 重 载铁 路 轨 道 结构 体 系的技
道结构技术体系 。
术创 新 实践 ，提 出加 强对科 研成 果 的总结和
凝 练 ，通 过优 化 形 成 完善 的５ ０ ｔ 轴 重 重 载铁
１ 国 内外 重载铁 路轨 道结构 现 状及 发展
１ ． １ 国内外重载铁路总体现状
表３ 国 内外重 载铁 路混 凝土 轨枕 主 要参 数
Ｃ ＨＩ ＮＥ Ｓ ＥＲ ＡＩ Ｌ Ｗ ＡＹ Ｓ ２ ０ ’ ４ 国３
基苎
一１ ３—
埋铁 座抵抗 横 向荷载 ，以增 大扣压件扣 压力 、提 高扣压 时速 １ ６ ０ ｋ ｍ以下重 载铁路和 客货混运铁路 上主要使 用 固 件 弹性为技 术发展方 向。世界各 国重载铁路逐渐使 用优 定 型辙叉 ，岔 枕和铁 垫板 的联 结多 采用 预埋铁 座 和ｅ 型 质道砟延 长道床寿命 和维修周期 ，并规定不得采 用石灰 弹条结构 。 岩道砟 ，同时采用级 配较 宽 的道砟产 品 ，以利 于颗粒 间 的咬合 。 我 国大 秦重 载铁 路重 车线 采用 ７ ５ ｋ ｇ ／ ｍ钢轨 的１ ２ 号 和１ ８ 号 道岔 ，大 包铁路 采用 ６ ０ ｋ ｇ ／ ｍ 钢轨的１ ２ 号和 ｌ ８ 号
块式无砟轨道的弹条型扣件适用于现浇枕式双块式或长枕埋入式无砟轨道的wj12型扣件并进330t轴重重载铁路轨道结构技术创新行了全面系统设计试制和试验研究提出了弹性原铁道部于2011年系统安排了30t轴重重载铁路支承块式无砟轨道用混凝土支承块暂行技术条件线桥隧科研计划课题轨道结构方面科研课题主要有弹性支承块式无砟轨道用微孔橡胶垫板暂行技术条30t轴重重载铁路有砟轨道关键技术研究30t轴件弹性支承块式无砟轨道用橡胶套靴暂行技术重重载铁路隧道内无砟轨道关键技术研究30t轴条件双块式无砟轨道用双块式轨枕暂行技术条重重载铁路道岔技术研究和30t轴重重载铁路钢轨件长枕埋入式无砟轨道用混凝土轨枕暂行技术技术体系及标准的研究2013年中国铁路总公司科技条件弹条vii型扣件暂行技术条件wj12管理部加强组织协调全力推进技术攻关为在山西中型扣件暂行技术条件等无砟轨道相关技术条件
山西中南部铁路30 t轴重重载技术方案设计研究
山西中南部铁路30 t轴重重载技术方案设计研究杨文东;韩皓【摘要】在介绍国内外重载铁路轴重现状和发展方向的基础上，结合新建山西中南部铁路通道建设，对30 t轴重重载铁路线路、轨道、路基、桥梁及隧道工程技术方案设计进行全面的分析、总结，为开行30 t轴重重载列车提供技术保障。
%With reference to the current situations and development of heavy haul railway axle load at home and abroad and in accordance with the newly-built South Central Railway of Shanxi ( SCRS ) , this paper analyzes the engineering technical schemes in terms of alignment, track, roadbed, bridges and tunnels for 30 t axle load lines, providing technical support to the operation of 30 t axle load heavy haul trains.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】5页(P1-4,5)【关键词】重载铁路;技术方案;轴重;设计【作者】杨文东;韩皓【作者单位】中铁工程设计咨询集团有限公司，北京 100055;中铁工程设计咨询集团有限公司，北京 100055【正文语种】中文【中图分类】U212.33+41.1 山西中南部铁路概述山西中南部铁路通道地处华北南部，西起山西吕梁，东至山东日照港，衔接南北向主要铁路干线，形成一条新的“西煤东运”的能源运输通道，也是我国东西向路网干线铁路之一，对我国国民经济发展具有重要的能源安全保障作用。
中国重载铁路轨下垫板的探讨
扣件 ， 垫板 为 Ⅲａ 胶 垫 板 ， 度 为 ｜ｒ 静 刚度 为 橡 厚 ０ ｍ， ａ
５ ｋ ｍｍ～８ Ｎ／ ５ Ｎ／ ０ｋ ｍｍ
定 性 的保 持将 受到威胁 ， 行车 安全存 在隐患 。 田
太铁科 ・ 原 道 技
重 运大 发论 专 载 输 会 布文 栏
大 ，长 时间大 变形 疲
通 常表现 为橡 胶 发粘 粘 附在钢 轨底 部 ， 材料 性能 急剧 下 降 ， 图 ３所示 。 如 接 头 的伤损 率 大 幅度 增 多 ， 对 列 车 钢 这
运行 的安全造 成 了极 大 的隐患 。作 为提供轨 道 弹性 的
重 要配 件 ， 下 橡 胶垫 板暴 露 出许 多 问题 ， 板短 时 轨 垫
第 届 际 载 输 会 九国 重运 大发
・原 道 技 太铁科
中国重载铁路轨下垫板的探讨
张建峰 ： 太原铁 路 局 工务 处
摘
要 ： 目前 中 国重载 铁路 轨 下 垫板 均 采 用橡 胶 垫 板 。在 大轴
目前 中国重 载 铁 路 使用 的轨 下 垫 板都 是 橡 胶 垫 板 ， 有橡 胶 和金属 复合 垫板 ， 用 中存 在 较 多问题 ， 也 使
主要表 现在 ：
重 、 密度 长 大重 载 列车 的 作 用下 ， 板 伤损 严 重 ， 效加 快 ， 高 垫 失 直
接影响钢轨的使用寿命。指 出了轨 下垫板存在的 问题 ， 分析 了轨
下 垫板 伤损 、 效 的原 因 ， 绍 了热 塑性 弹 性 体 轨 下 垫 板 ， 讨 失 介 探
１１ 受压 破损 ． 橡 胶 垫板 在重 载作 用下 ， 生 的 内部 应力 要 比普 产 通 线路 的垫板 高 很 多 ， 同样 的使 用周 期 内 ， 胶 垫 板 橡
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30t轴重重载铁路轨下橡胶垫老化对轮轨动力学影响研究
30t轴重重载铁路轨下橡胶垫老化对轮轨动力学影响研究摘要：随着经济的快速发展，铁路运输扮演着至关重要的角色。
然而，由于运输需求的不断增加，以及铁路货运的快速发展，重载铁路轨道的负荷也不断增加。
这对铁路轨道结构和材料的性能提出了更高的要求。
橡胶垫是支撑铁路轨道与基座之间的重要部件，但长期使用以后会出现老化现象。
本研究旨在通过对老化橡胶垫的分析，探讨其对轮轨动力学的影响。
1. 引言
铁路运输作为一种高效便捷的交通方式，在现代化的交通架构中扮演着重要角色。
随着经济的发展，铁路运输量不断增加，既有铁路路网的承载能力也在不断提高。
然而，重载铁路轨道因运输量的不断增加而承受了更大的负荷，因此，对铁路轨道结构和材料的性能有了更高的要求。
2. 30t轴重重载铁路轨道的负荷
30t轴重是目前重载铁路中较常见的参数，它表示一对轴承所
承受的静态和动态负荷。
它的增加使得铁路轨道结构面临更大的压力，并对轮轨动力学产生了一定影响。
3. 橡胶垫的作用
橡胶垫作为一种重要的轨道支承材料，能够减少噪音、降低振动，并对轨道结构起到保护作用。
它位于轨道底座和铁轨之间，能够均匀分布载荷并缓冲振动。
4. 橡胶垫老化的原因
橡胶垫老化的原因有多方面，包括长期负荷的压迫、氧化、紫外线照射和温度变化。
这些因素使得橡胶垫的弹性性能、物理性能和化学性能逐渐下降。
5. 老化橡胶垫对轮轨动力学的影响
5.1 弹性恢复能力降低：老化的橡胶垫弹性恢复能力下降，导致轨道变形增加。
5.2 摩擦力变化：老化橡胶垫的摩擦系数变化不稳定，可能导致轮轨摩擦力不均匀。
5.3 声波传导特性变化：老化橡胶垫的声波传导特性会改变，导致噪音产生和扩散。
6. 老化橡胶垫的检测方法
6.1 物理性能测试：通过测量老化橡胶垫的硬度、拉伸强度等物理性能来评估其老化程度。
6.2 化学性能测试：通过对老化橡胶垫进行化学成分分析，评估其老化程度。
6.3 动态性能测试：通过模拟实际轨道上的振动负荷测试老化橡胶垫的动态性能。
7. 结论
本研究通过对30t轴重重载铁路轨下橡胶垫老化对轮轨动力学影响的研究发现，橡胶垫的老化会导致轮轨系统的动力学特性发生变化，包括弹性恢复能力的降低、摩擦力的变化以及声波传导特性的改变。
因此，及时检测和更换老化的橡胶垫对于保障铁路运输质量和安全至关重要。
未来的研究可以进一步深入探讨橡胶垫老化的机理，并采取更为可行的防治措施。
关键词：铁路轨道；橡胶垫；老化；轮轨动力学；重载铁路
综上所述，橡胶垫的老化对轮轨系统的动力学特性产生了明显的影响。
老化橡胶垫的弹性恢复能力下降，导致轨道变形增加；摩擦力的变化不稳定，可能导致轮轨摩擦力不均匀；声
波传导特性的改变会导致噪音产生和扩散。
因此，及时检测和更换老化的橡胶垫对于保障铁路运输质量和安全至关重要。
未来的研究可以深入探讨橡胶垫老化的机理，并采取更为可行的防治措施，以延长橡胶垫的使用寿命，提高铁路运输的安全性和可靠性。