畢業(yè)論文對(duì)提高列車(chē)過(guò)岔速的思考

1、對(duì)提高列車(chē)過(guò)岔速度的思考摘要關(guān)鍵詞緒論本論結(jié)論（結(jié)束語(yǔ)）參考文獻(xiàn)1. 概述本文將主要講述部分影響道岔直向速度的因素及相應(yīng)的解決方法并介紹我國(guó)高速道岔的一些特點(diǎn)。結(jié)合課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容，本小組查找了大量的資料文獻(xiàn)，下面是所查找的資料。1.1 道岔的概念道岔是鐵路線上決定列車(chē)行車(chē)速度和安全最關(guān)鍵的設(shè)備之一。 道岔除了要保證車(chē)輪導(dǎo)向及輪緣順利通過(guò)之外， 還需要滿(mǎn)足與鐵道車(chē)輛相互作用的可靠性、穩(wěn)定性、舒適性、較長(zhǎng)的使用壽命以及較低的養(yǎng)護(hù)維修工作量。 但道岔區(qū)間內(nèi)的沖擊振動(dòng)遠(yuǎn)大與一般正線， 這些激烈沖擊振動(dòng)不僅是引起列車(chē)部件疲勞傷損的主要因素， 且還造成了尖軌和心軌嚴(yán)重磨損、岔枕裂縫、墊板開(kāi)裂等多種道岔病害

2、。1.2 過(guò)岔速度過(guò)岔速度主要有側(cè)向過(guò)岔速度及直向過(guò)岔速度制約列車(chē)速度。下面分別簡(jiǎn)要說(shuō)明其兩者的制約條件。對(duì)一組單開(kāi)道岔來(lái)說(shuō)，側(cè)向過(guò)岔速度受轉(zhuǎn)轍器、導(dǎo)曲線、轍叉和護(hù)軌以及道岔后連接線路四個(gè)部分的通過(guò)速度來(lái)制約。其中每一部分的允許通過(guò)速度都影響整個(gè)道岔的通過(guò)速度。其中轍叉部分按目前的結(jié)構(gòu)形式、強(qiáng)度條件和平面設(shè)計(jì)來(lái)看，其側(cè)向過(guò)岔允許速度常可高于轉(zhuǎn)轍器和導(dǎo)曲線的允許速度，道岔后的連接線路按規(guī)定其允許通過(guò)速度可高于道岔導(dǎo)曲線的允許通過(guò)速度。影響側(cè)向過(guò)岔速度的主要因素有：導(dǎo)曲線不設(shè)超高和緩和曲線以及導(dǎo)曲線半徑小，列車(chē)未被平衡的離心加速度較大等。一般用下列三個(gè)參數(shù)表達(dá)列車(chē)運(yùn)行在道岔側(cè)線上所產(chǎn)生的橫向力的不

3、利影響：動(dòng)能損失、未被平衡的離心加速度、未被平衡的離心加速度增量。而提高側(cè)向過(guò)岔速度的途徑有：采用大號(hào)碼道岔，增大導(dǎo)曲線半徑、采用對(duì)稱(chēng)道岔、在道岔號(hào)數(shù)固定的條件下，改進(jìn)平面設(shè)計(jì)、采用變曲率的導(dǎo)曲線、減小車(chē)輪對(duì)側(cè)線各部位鋼軌的沖擊角等。 車(chē)輛直向通過(guò)道岔時(shí)，雖然不存在未被平衡離心加速度和加速度變化率的問(wèn)題，但仍然有車(chē)輪對(duì)護(hù)軌和翼軌的撞擊問(wèn)題，作為輔助性的理論分析，也要控制輪軌撞擊時(shí)的動(dòng)能損失，限制不同條件下供比較用的動(dòng)能損失不超過(guò)容許限值。由于列車(chē)直向過(guò)岔時(shí)，不存在迫使其改變運(yùn)動(dòng)方向的問(wèn)題，因而參與撞擊的列車(chē)質(zhì)量較側(cè)向過(guò)岔時(shí)小很多。另外，當(dāng)列車(chē)逆向過(guò)岔時(shí)，車(chē)輪輪緣將與轍叉上的護(hù)軌緩沖段的作用邊以

4、及轍叉咽喉至岔心尖端的緩沖段作用邊相撞。而當(dāng)順向過(guò)岔時(shí)，車(chē)輪則將與護(hù)軌及翼軌的另一緩沖段所用邊相撞。因此直向過(guò)岔速度主要取決于撞擊時(shí)的動(dòng)能損失值。機(jī)車(chē)車(chē)輛由直線進(jìn)入道岔側(cè)線時(shí)，在開(kāi)始迫使其改變運(yùn)行方向的瞬間，將發(fā)生車(chē)輪與鋼軌的撞擊。這時(shí)，車(chē)輛的一部分動(dòng)能將轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)鋼軌的擠壓和機(jī)車(chē)車(chē)輛走行部分橫向彈性變形的位能，這就是動(dòng)能損失值。2. 影響因素結(jié)合上述原因分析，影響道岔直向速度的因素主要為1.首先，轍叉部位存在有害空間，列車(chē)過(guò)岔時(shí)車(chē)輪將與道岔設(shè)備相撞，導(dǎo)致動(dòng)能的損失，進(jìn)而影響列車(chē)的過(guò)岔速度。2.再者是道岔制造原材料，道岔鋪設(shè)安裝的技術(shù)限制，運(yùn)營(yíng)過(guò)程中產(chǎn)生幾何型位的變化，道岔受力特性復(fù)雜等些外在方

5、面因素。3.再次是道岔平面沖擊角的影響，包括翼軌沖擊角的影響和護(hù)軌沖擊角的影響，機(jī)車(chē)動(dòng)能損失，速度減少。4.最后是道岔立面幾何不平順的影響，道岔的不平順會(huì)引起車(chē)體的振動(dòng)和搖擺影響過(guò)岔速度。2.1 轍叉部位存在著有害空間的影響車(chē)輪在通過(guò)轍叉時(shí)，從兩根翼軌的最窄處到轍叉心的實(shí)際尖端之間有一段空隙，這就是道岔的有害空間。這個(gè)有害空間存在限制了列車(chē)通過(guò)道岔的速度，對(duì)開(kāi)行高速列車(chē)十分不利。這個(gè)空間是取決于道岔的構(gòu)造，早期的道岔必然存在的。在道岔發(fā)展的過(guò)程中出現(xiàn)了可動(dòng)心轍岔，這個(gè)空間的問(wèn)題可以解決。但是基于可動(dòng)心轍叉的技術(shù)還不是非常的成熟，所以未大批量的在現(xiàn)實(shí)中使用。車(chē)輪通過(guò)有害空間時(shí)時(shí)，有可能因走錯(cuò)轍叉

6、槽而引起脫軌。故設(shè)置護(hù)軌，護(hù)軌的目的也就在此，它要強(qiáng)制引導(dǎo)車(chē)輪的運(yùn)行方向。護(hù)軌成為阻擋列車(chē)過(guò)岔直向速度的一個(gè)因素。以上文段結(jié)合所學(xué)知識(shí)由吉?jiǎng)P倫修改撰寫(xiě)雖然有害空間及護(hù)軌帶來(lái)了一定的阻礙影響，經(jīng)過(guò)研究，通過(guò)設(shè)置輪軌間隙可起到優(yōu)化的作用，解決方案列舉如下。輪軌間隙對(duì)車(chē)輛順利通過(guò)道岔具有十分重要的作用。在車(chē)輛、道岔系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型基礎(chǔ)上，利用道岔區(qū)鋼軌空間布置和輪軌接觸幾何關(guān)系，分析了護(hù)軌對(duì)輪軌間隙的限制作用和對(duì)輪對(duì)沖擊心軌的防護(hù)機(jī)理，研究了道岔區(qū)輪軌間隙動(dòng)態(tài)變化特性，輪軌間隙與輪對(duì)橫移量、輪軌橫向沖擊力、輪軌接觸角之間的關(guān)系，以及輪軌間隙變化對(duì)車(chē)輛過(guò)岔運(yùn)行安全性和道岔系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響特性。結(jié)果表明,

7、輪軌間隙不僅與軌距和鋼軌動(dòng)態(tài)橫移量有關(guān)， 而且與輪對(duì)橫移量密切相關(guān)，且當(dāng)間隙過(guò)小時(shí)輪軌間將發(fā)生橫向沖擊振動(dòng); 設(shè)置護(hù)軌有利于防止輪對(duì)沖擊心軌， 并使得輪對(duì)能夠順利通過(guò)岔心; 另外，為使車(chē)輛能夠順利通過(guò)道岔，在允許的情況下可以適當(dāng)增大轉(zhuǎn)轍區(qū)軌距，但心軌區(qū)軌距最好保持標(biāo)準(zhǔn)值。本文段摘自北京交通大學(xué)學(xué)報(bào)2007年2月 第31卷 第1期 道岔區(qū)輪軌間隙動(dòng)態(tài)變化特性研究2.2 幾何型位的變化的影響（原材料：道岔剛度不均勻）在鐵路道岔范圍內(nèi)，鋼軌有多種組合型式，軌枕、墊板的長(zhǎng)度是變化的，同時(shí)還有間隔鐵、滑床臺(tái)等多種區(qū)間線路所不具有的軌道部件，這些特有的軌道結(jié)構(gòu)使得鐵路道岔區(qū)軌道整剛度沿道岔縱向分布呈不均勻

8、性。整體剛度不均勻，當(dāng)一定軸重的列車(chē)通過(guò)道岔時(shí)，在不同部位，軌道的豎向位移將或大或小，當(dāng)列車(chē)通過(guò)道岔時(shí)，猶如列車(chē)通過(guò)了一段起伏不平的軌道，這將惡化輪軌相互作用，影響到列車(chē)過(guò)岔時(shí)的平穩(wěn)性、平順性、舒適性。隨著列車(chē)過(guò)岔速度的提高，道岔區(qū)整體剛度的不均勻性對(duì)列車(chē)運(yùn)行的平穩(wěn)性、舒適性影響越來(lái)越大，甚至危及行車(chē)的安全性，同時(shí)剛度的不均勻性加劇了列車(chē)對(duì)道岔沖擊，給道岔的養(yǎng)護(hù)維修增大了工作量，也縮短了道岔的壽命，所以道岔剛度均勻化對(duì)高速鐵路道岔的平順性、安全性、舒適性及使用壽命尤為重要。綜上所述，道岔剛度不均勻?qū)⒅苯佑绊懙啦韰^(qū)的軌道幾何位置不平順，從而影響過(guò)岔速度。本段摘自鐵道工程學(xué)報(bào) 2013年7月第7期

9、(總178) 道岔區(qū)剛度均勻化方法的研究 費(fèi)維周2.3 道岔平面沖擊角的影響護(hù)軌沖擊角的影響：當(dāng)列車(chē)逆岔直向過(guò)岔時(shí)，車(chē)輪輪緣將與轍叉上護(hù)軌緩沖段作用邊碰撞，而當(dāng)順岔直向過(guò)岔時(shí)，則將與護(hù)軌另一緩沖段作用邊碰撞。翼軌沖擊角的影響：同護(hù)軌一樣，翼軌緩沖段上也存在沖擊角，這樣在道岔直向過(guò)岔速度問(wèn)題上，就會(huì)產(chǎn)生與護(hù)軌相類(lèi)似的問(wèn)題。在一般轍叉設(shè)計(jì)中，直向和側(cè)向翼軌多作成對(duì)稱(chēng)的形式，沖擊角采用與護(hù)軌相同的數(shù)當(dāng)列車(chē)逆向通過(guò)轍叉，輪對(duì)一側(cè)車(chē)輪靠近基本軌運(yùn)行時(shí)，另一側(cè)的車(chē)輪則必然發(fā)生輪緣對(duì)翼軌的沖擊，其沖擊角與道岔號(hào)數(shù)有關(guān)，一般常見(jiàn)的道岔上，其值較其它幾個(gè)沖擊角為大，是一個(gè)起控制直向過(guò)岔速度的重要因素。2.4 道

10、岔立面幾何不平順和影響車(chē)輪通過(guò)轍叉由翼軌滾向心軌時(shí)，車(chē)輪逐漸離開(kāi)翼軌，因輪踏面為一錐體，致使車(chē)輪下降，當(dāng)車(chē)輪滾上心軌后，車(chē)輪又逐漸恢復(fù)至原水平面。反向運(yùn)行也相同，車(chē)輪通過(guò)轍叉必須克服這種垂直幾何不平順，引起車(chē)體的振動(dòng)和搖擺。車(chē)輪由基本軌過(guò)渡到尖軌時(shí)，錐形踏面車(chē)輪也會(huì)出現(xiàn)會(huì)先降低隨后升高的現(xiàn)象，使車(chē)輪猶如在軌面高低不平順上行駛，產(chǎn)生附加動(dòng)力作用，限制著過(guò)岔速度的提高。 3. 提高直向過(guò)岔速度的途徑提高直向過(guò)岔速度的根本途徑是道岔部件須用新型結(jié)構(gòu)和新材料。其次，道岔的平面及構(gòu)造要采用合理的型式及尺寸，以消除或減少影響直向過(guò)岔速度的因素。具體有以下方法：1.轉(zhuǎn)轍器部分可采用特種數(shù)據(jù)面尖軌代替普通斷面

11、鋼軌，采用彈性可彎式固定型尖軌跟部結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)尖軌跟部的穩(wěn)定性。避免道岔直線方向上不必要的軌距加寬。將尖軌及基本軌進(jìn)行淬火，增強(qiáng)耐磨性。2.采用活動(dòng)心軌型轍叉代替固定轍叉，保證列車(chē)過(guò)岔時(shí)線路連續(xù)，從根本上消滅有害空間，并使道岔強(qiáng)度大大提高。適當(dāng)加長(zhǎng)翼軌、護(hù)軌緩沖段長(zhǎng)度，減小沖擊角，或采用不等長(zhǎng)護(hù)軌，以滿(mǎn)足直向高速度的要求3.加強(qiáng)道岔的維修保養(yǎng)，及時(shí)修換磨耗超限的道岔零、部件，保持道岔經(jīng)常處于良好的技術(shù)狀態(tài)。這些均有助于提高直向過(guò)岔速度。4.為減少車(chē)輛直向過(guò)岔時(shí)車(chē)輪對(duì)護(hù)軌的沖擊，可以使用彈性護(hù)軌5. 使用高速道岔。在高速鐵路上使用的道岔仍以單開(kāi)道岔為主。當(dāng)前高速道岔主要分為兩類(lèi)：適用于直向高速行車(chē)

12、的道岔。在改造客貨混流的既有線以提高客車(chē)運(yùn)行速度時(shí)，多半保留原有車(chē)站的平面布置以避免較大的改造成工程量，這種情況下，道岔的長(zhǎng)度及轍叉角不宜有較大的改動(dòng)，由于高速列車(chē)很少甚至不進(jìn)入道岔側(cè)線。而在直向要求從局部改善道岔的幾何形狀、強(qiáng)化結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、增強(qiáng)穩(wěn)定性及延長(zhǎng)使用壽命等方面保證列車(chē)的直向通過(guò)速度與區(qū)間線路一致。這類(lèi)道岔一般為常用號(hào)碼道岔。直向和側(cè)向都容許高速度通過(guò)的大號(hào)碼道岔，適用于新建高速客車(chē)專(zhuān)用線。這類(lèi)道岔應(yīng)滿(mǎn)足高速列車(chē)側(cè)向通過(guò)時(shí)對(duì)運(yùn)行平穩(wěn)性及乘坐舒適性的要求，一般為大號(hào)碼道岔，它們的側(cè)向容許通過(guò)速度較高。6. 提高道岔設(shè)計(jì)技術(shù)水平。方法包括：采用全動(dòng)態(tài)道岔設(shè)計(jì)方法；改進(jìn)提速道岔平面線型；實(shí)現(xiàn)提速道岔軌道剛度均勻化；全面優(yōu)化提速道岔結(jié)構(gòu)(取消可動(dòng)心軌道岔心軌的轉(zhuǎn)換凸緣，采用軋制翼軌代替模鍛翼軌，采用新型扣件系統(tǒng)，減磨滾輪技術(shù)國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用及墊板，滑床板結(jié)構(gòu)強(qiáng)化，全面推廣應(yīng)用復(fù)合套管新技術(shù)；采用新型電務(wù)轉(zhuǎn)換裝置；融雪裝的置應(yīng)用等。以上文段結(jié)合所學(xué)知識(shí)由陳學(xué)音修改撰寫(xiě)4. 我國(guó)的提速道岔的特點(diǎn) 為適應(yīng)我國(guó)干線的提速，1996年研制出了新型提速道岔，可以滿(mǎn)足旅客列車(chē)以160km/h的速度直向通過(guò)，軸重23t的貨物列車(chē)以90km/h的速度直向通過(guò)，各類(lèi)列車(chē)以50km/h的速度側(cè)向通過(guò)。該道岔技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)起點(diǎn)高，