城市轨道钢轨波浪形磨耗的产生和预防(轨道-五周年论文)

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1、城市轨道钢轨波浪形磨耗的产生和预防张学华郭满鸿乔小雷杜茂金工务屮心摘要南京地铁一号线曲线钢轨出现了较为严重的波浪形磨耗。为此，通过对波磨现象的机理分析和计算机仿真研究，分析了不同的波磨程度对车辆及轨道动力学性能的影响，并提出了减缓措施。关键词：波浪型磨耗，钢轨，地铁车辆，轮轨系统，AbstractInLine1ofNanjingMetro,thereappearedmoreseriousrailcorrugationofthoserailsincurvedsectionofrailway.Therefore,throu

2、ghthephenomenonofrailcorrugationmechanismanalysisandcomputersimulationstudy,weanalyzeddifferentdegreeoftherailcorrugationtothetrackvehiclesandtheextentoftheimpactofdynamicperformance，andbringforwardthemitigationmeasurestothissituation.KeywordsRailCorrugation，Rai

3、l,Metrovehicles,Wheel-railsystem,1.引言南京地铁1号线自开通运营以来，由于车辆和轨道系统的相互作用，曲线钢轨的波浪形磨耗日益严重，波磨引起了很高的轮轨动力作用，加速了机车车辆及轨道部件的损坏，增加了养护维修费用；同时，列车的剧烈振动，给乘客造成了不适，严重时还可能威胁到行车的安全；此外，波磨同时也是噪音的主要来源。为此，在查阅了国内外的相关资料，对波磨现象进行现场察看、统计和初步测量，以及对南京地铁车辆结构参数进行分析的基础之上，通过对波磨现象的机理分析和计算机仿真研究，获得了重要的理

4、论依据。根据理论分析的结果组织了试验研宄，设计了测试方案，获得了与波浪型磨耗有关的轮轨粘滑振动的重耍信息，分析了不同的波磨程度对车辆及轨道动力学性能的影响。2.波磨的现场测试及数据分析通过对九处波磨轮廓的现场精确测量，得出了这九处波磨的特征值，详细的分析结果见表2.1。表2.1波磨轮廓测量记录序号测量地点轨道参数波峰峰值波长1奧体中心站0103号道岔道岔导曲线入口处0.2〜0.4mm100〜120mm2奥体中心站0104号道岔道岔导曲线入口处0.8mm70〜80mm3奥体中心站R=400m;H=120mm圆曲线处0.2

5、mm160〜220mm0.1mm150〜160mm4小行站XK4+750R=400m;缓和曲线处0.1〜0.2mm100〜120mni5小行站XK4+750R=400m;H=100mm圆曲线处0.1mm100mm6新模范马路站K13+140R=400m0.6〜0.8mm200mm7新模范马路站K13+170R=400m0.4〜0.6mm200mm8新模范马路站K13+31OR=400m出缓和曲线处0.2mm不均匀9新模范马路站K13+800直线接头处0.8mm不均匀为了从轮轨接触机理上弄清波浪型磨耗形成的机理，考虑了轮

6、对的弹性体模态和钢轨的各向刚度和阻尼，对多种可能引起轮轨滑动的参数，包括轮对弯曲刚度、扭转刚度、钢轨横向刚度、轮轨粘着水平、运行速度、曲线半径、曲线超高等进行丫全面的分析。分析结果显示，轮轨间的粘着是非线性的，当轮轨蠕动率较小吋，呈现线性特征，当蠕滑率较大时呈现饱和特征，当蠕滑率继续增大后，会出现负斜率区段。这一点已被国外大量的试验所证实。为了反映这一特征，假定了一个理想化的粘滑特性，如图2.1所示。在特定条件下可以模拟出如图2.2所示的轮轨间的粘滑振动现象。通过分析表明，该粘滑振动的发生规律与现场出现的波磨发生规律相

7、吻合，即这种振动容易出现在曲线内轨的圆曲线上、容易出现在曲线半径较小的区段、容易出现在轮轨粘着条件较好的地下洞内的轨道上、容易出现在轨道刚度较大的整体道床上。图2.1假定的轮轨蠕滑力-蠕滑率失系阁2.2模拟的粘滑振动规律0-101234567t/sec891010.4321(I/疵批宙友货1.波磨振动测试结果分析为了获得波磨区段的轮轨振动特征，比较曲线与直线区段振动差异，进行了一次波磨的振动测试，实验结果分析如下。测试地段通过的车辆为6节编组，每节编组有四个轮对，在有波磨处轮对经过吋对钢轨垂向作用较为明显，所以这里以冇

8、波磨的钢轨垂向加速度来分析。结果分析，实验所测的钢轨垂向加速度有儿处明显的峰值，初步推断峰值产生的时间是车轮经过测点的时间。波磨峰值的分布较为有规律性，证明车速变化不大。根据轮对间距的变化规律和所对应的时间间隔计算出测试时所对应经过的车速为:V=-=]4m/st其中：/为轮对间距，f为峰值间距所对应时间。取上述垂向加速度的一段平缓