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有砟轨道的研究方向是什么?普彬告诉你

所属分类:行业资讯    发布时间: 2020-10-15    作者:普彬
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有砟轨道目前所存在的问题还是比较多的,有砟轨道是一种分布较多的便于维修,但它的一些问题也是不可避免的,有砟轨道的维修间隔较短,在快速运行的列车是无法运行的,而无砟轨道可以很快的适应这种飞速运行的列车,所以目前在高铁以及地铁皆是使用无砟轨道;而有砟轨道则是用于普速列车以及重载列车,列车的运行也是适应与各种环境,在一些过度寒冷以及土壤过于湿软的情况下有砟铁路皆是可以运行的,而有砟铁路是由枕木以及砟组成,砟也是维修的一部分,由老k车来运输;那么目前有砟轨道的有什么缺点?之后的研究方向应该往哪里研究?普彬告诉你

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重载有砟轨道的现存问题

过渡段的不均匀沉降铁路运输作为长距离的运输方式,总会经过山川河海,因此铁路除了铺设在地面上,还可能铺设在桥梁上或隧道内。铺设在地面上与铺设在桥梁上(或者隧道上)的这两种情形,从横截面来看,则是道床以下的土质路基替换成了钢筋混凝土底座。

铺设在地面上的有砟轨道

铺设在桥梁上的有砟轨道土质路基的刚度相对较低(即容易在荷载作用下发生变形),钢筋混凝土底座的刚度较高(不易变形),换而言之,铺设在地面上的铁路区段(简称为“线路段”)与铺设在桥梁或隧道上的铁路区段(简称为“桥梁段”或“隧道段”)存在刚度的差异,由此在线路段与桥梁段(或隧道段)的交界处产生的沉降差异。

现实经验中,低速行驶的汽车能轻易克服路面的凹凸不平,K或T开头的低速客运火车也能较好地适应恶劣路况。但对于重量极大的重载货运列车以及高速行驶的高铁,过渡段的交界处不均匀沉降导致列车的动量发生突变,进而转变为对列车和对轨道的巨大冲量,已经足够引起严重的行车安全问题和轨道的损耗问题。

周期进行的捣固作业对道砟的破坏相关研究表明,有砟道床维修成本占轨道结构总体维修成本70%以上。有砟道床维修作业中有一项捣固作业,该作业通过捣固机械对道砟颗粒施加动荷载,使道砟颗粒的排列变得更为密实紧凑,提高道砟道床的各项性能,但同时,动荷载也会加速道砟破裂与老化,进而导致道砟破碎和道床横向阻力降低。

道砟道床病害

(1)道砟脏污:随着铁路运营时间的增加,道砟道床会变“脏”,也便是说,道砟之间的空隙被磨损下来的道砟碎屑、枕木碎屑和撒漏的货物碎屑填满,导致道砟脏污现象(Fouled Ballast)。随着道砟脏污程度的提高,道砟道床整体的强度会变小,排水性变差。下图所示是以煤运为主的大秦铁路,道砟颗粒间被煤灰填满。大秦线的脏污状况

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(2)飞砟:现实中无论铁轨或是车轮,都会存在一定程度的不平顺,这也是列车行车过程中发生振动的原因。另一方面,列车高速通过时,会对车体下方的道砟颗粒产生负压风载,吸引道砟颗粒克服重力而脱离地面。在列车振动和负压风载的共同作用下,毫不起眼的道砟很可能会击打造价高昂的高速列车,并引起不可控的危险;或者道砟飞起后正好落在钢轨上,当车轮碾过钢轨上的道砟时可能产生颠簸感,甚至引起列车脱轨。冬季严寒地区线路上,列车上积雪或者冰块击打道床时,同样可能导致道砟飞溅,并引起上述的飞砟危险。

(3)翻浆冒泥:不合理的道砟颗粒级配、道砟脏污程度的提高都会引起道床排水性能下降,进而引起道床的翻浆冒泥病害。极端情况下甚至会导致道床失稳。

目前的研究重点

(1)大轴重条件下道砟-轨枕-路基力学作用机理及本构模型研究。微观层面上道砟-轨枕-路基相互作用力学特性与机理没有得到充分解决,例如道砟-轨枕散体接触、道砟颗粒微观劣化与宏观流变性之间关系。深入研究该问题一方面能增强道床稳定性与承载力,降低养护维修成本;另一方面有助于改善或者缓解道砟劣化发生与发展,如优化轨枕刚度与形状、弹性轨枕等。

(2)有砟轨道系统相互作用机理研究。道砟道床与下部结构(路基、桥梁)及新型土工织物(包括道砟胶、道砟垫、挤塑板等)结构体系受力机理和影响规律需要进一步明确。同时道砟结构体系固化技术与结构体系作用机理亟待解决。

(3)道砟-外部机械养护维修相互作用机理与优化。捣固机械对道砟道床养护维修的破坏机理,微观破坏与维修后道床状态失稳研究,需要明确。

(4)有砟轨道结构和维修深层次理论问题。采取科学手段进行轨道状态健康监测、检测、控制及养护维修是有砟轨道发展的首要问题。为此,有必要对道砟道床作用机理及演化规律进行微观力学定量分析,研究道砟颗粒本身、道砟散体、道砟道床物理力学性质和影响规律。

如将道砟道床、钢轨、路基的检测三位一体综合系统分析,更加有利于对轨道结构维修周期与维修成本优化,在现今技术条件下完全可行和必要。

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目前有砟轨道的研究也在进行,有砟轨道的一些问题也在进行分析,铁路研究的道路还很长,我国国土的面积更需要新型的列车轨道更替;如果您还有什么关于老k车的一些问题,或是有砟轨道的一些问题欢迎您前来咨询了解。