高速铁路道岔尖轨降低值对行车平稳性影响机理研究-论文.pdf

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1、第20351卷4，年第53期月C中HIN国ARA铁ILWA道YSC科IENC学EVMo1．35No．3ay，2014文章编号：1001-4632(2014)03-0028-06高速铁路道岔尖轨降低值对行车平稳性影响机理研究王树国，司道林，王猛，葛晶(中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京10O081)摘要：结合京沪高速铁路黄渡线路所2号岔位42号无砟道岔处发生的“晃车”问题，运用多体动力学分析软件NUCARs进行列车一道岔耦合系统的仿真分析，研究高速铁路道岔尖轨降低值对高速列车运行平稳性的影响机理。研究表明：高速列

2、车过岔时出现晃车的原因是该道岔尖轨的实际降低值超差(比设计值偏大2．3ram)；当道岔尖轨降低值超差时，高速列车直向过岔时的轮对横移量显著增大，导致轮缘持续贴靠尖轨工作边运行，使得轮轨水平力显著增大，导致车体的横向加速度显著增大，从而发生“晃车”现象。现场通过更换合适厚度的基本轨下橡胶垫板和尖轨下滑床台调整尖轨降低值，使之满足高速铁路无砟轨道道岔铺设技术条件的规定，解决了“晃车”问题，进而使动车组从限速160km·h1恢复常速运行。关键词：高速铁路；道岔；尖轨降低值；行车平稳性；轮对横移量；车体横向加速度中图分类号

3、：U213．63文献标识码：Adoi：10．3969／i．issn．1001—4632．2014．03．05道岔区轨道刚度合理取值及均匀化[1]，转辙线+R∞缓和曲线，全长157．2m，前长6O．573器运动学轨距优化[5蜘及尖轨降低值合理设置是保IT1，后长96．6271TI。基本轨长度为51．598ITI，采证动车组安全、平稳、高速直向通过道岔的三大核用CHN60钢轨制造。尖轨长47．248m，采用心技术。在尖轨降低值合理设置方面，2007年中EN6OE1A1钢轨制造，尖轨加工1：40轨顶坡。国铁道科学研究院在

4、时速250km的18号道岔综道岔转辙器采用构造轨距加宽技术，最大轨距加宽合试验中发现尖轨降低值超差会严重影响行车的平15mm，轨距加宽量、尖轨轨头宽度和尖轨降低值稳性[7]。文献[83指出，尖轨降低值影响列车过(尖轨顶面与基本轨顶面的高差)沿道岔纵向的变岔时的轮载过渡范围，从而影响车体过岔的平稳化分别如图1一图3所示。尖轨和基本轨几何匹配性。文献[9]提出了1种对道岔区轮轨力在尖轨和基本轨上转移与分配的计算方法。文献[10]对道岔尖轨降低值的重要作用进行了初步理论分析。本文结合动车组通过京沪高速铁路黄渡线路所2号岔

5、位42号无砟道岔时出现的晃车问题，运用多体动力学分析软件NUCARS进行列车一道岔耦合系距基本轨前端距离／m统的仿真分析，研究高速铁路道岔尖轨降低值影响图1转辙器轨距加宽行车平稳性的机理。1黄渡线路所2号岔位42号道岔行车平稳性超标原因分析黄渡线路所2号岔位42号无砟道岔的直、侧向设计速度分别为350和160km·h_。，道岔侧线距基本轨前端距离，m平面线型为R10119ITI缓和曲线-+-R4100m圆曲图2尖轨轨头宽度收稿日期：2013-07—1O；修订El期：2014—03—05基金项目：国家重点基础研究发展

6、计划项目(2012CB723806)作者简介：王树国(1974一)，男，山东冠县人，副研究员，博士研究生。第3期高速铁路道岔尖轨降低值对行车平稳性影响机理研究如图4所示，尖轨由实际尖端开始逐渐变宽，同时似规律。为保证动车组过岔安全．1生和平稳性，2011尖轨轨头顶面由低于基本轨顶面l1．7mm逐渐抬年1O月5日起该道岔直向限速160km·h_。。高至与基本轨顶面等高。列车速度／(km·h)图6CRH380BL型动车组直向过岔实测车体横向加速度距基本轨前端距离，m图3尖轨降低值“晃车”发生后，对道岔及其前后线路进行了

7、检测。道岔区轨距偏差最大一1mm，水平偏差最0102O30405054大0．9mm，轨面无水平三角坑，道岔区轨道几何-o尺寸不超标，各类零部件齐全，顶铁与钢轨件、钢轨件与钢轨件间密贴良好，道岔状态总体良好。检测出的问题有：道岔和区间线路有偏差为5mm的长波高低不平顺；43号与44号岔枕间直尖轨顶面有一长110mm、宽4Omm、深0．5mm左右的低凹。维修人员对道岔平纵断面进行了精调，优化了道岔平面线形，同时对钢轨表面光带不良处进行了修理性打磨。但上述措施没有改善“晃车”现象，图4尖轨和基本轨几何配合(单位：mm)说

8、明“晃车”不是道岔轨距、水平、高低、方向超过容许偏差管理值引起的。2011年8月添乘仪检测数据反映出为探索“晃车”现象的原因，对直尖轨降低值CRH380AL型、CRH380BL型和CRH2型动车组进行了测量，尖轨的设计降低值和实际降低值如图均有不同程度的“晃车”问题，CRH380AL型动7所示。可见，尖轨实际降低值偏大，与设计值最车组车体横向加速度在0．6～