重载铁路轨道与稳定性分析

1、重载对轨道稳定的作用铁道10001班第二组制作：杜标学号：10040530127世界重载铁路世界重载铁路美国澳大利亚南非瑞典加拿大世界铁路重载运输概况世界铁路重载运输概况n重载运输已有近重载运输已有近50年的年的历史，美国、加拿大、历史，美国、加拿大、巴西、南非、澳大利亚、巴西、南非、澳大利亚、俄罗斯等俄罗斯等10多个国家开多个国家开展了重载运输，列车牵展了重载运输，列车牵引重量不断提高，目前引重量不断提高，目前一般为一般为13万吨万吨 。n美国：美国：重载列车编重载列车编组通常为组通常为108辆货辆货车，牵引重量为车，牵引重量为13600吨吨 加拿大：加拿大：典型单元重载典型单元重载列车编组

2、为列车编组为124辆货车，辆货车，牵引重量为牵引重量为16000吨吨中国重载铁路可分为三个阶段第一阶段：第一阶段：1984-1990第二阶段：第二阶段：1990-1992第三阶段：第三阶段：1992年以后年以后世界重载铁路运输国外重载轨道结构美国美国随着北美线路货运随着北美线路货运强度与轴重的增加，强度与轴重的增加， 北美繁忙的铁路线上，北美繁忙的铁路线上，铺设钢筋混凝土枕的铺设钢筋混凝土枕的路网逐渐增大。道岔和路网逐渐增大。道岔和菱形交叉是薄弱环菱形交叉是薄弱环节，解决方法是打磨节，解决方法是打磨钢轨接头钢轨接头P公公司采用钢筋司采用钢筋混凝土轨枕更换木轨枕混凝土轨枕更换木轨枕赛申赛申萨尔达

3、萨尔达尼亚铁路，单线铁路，尼亚铁路，单线铁路，轨距为轨距为1065mm。轴重超过轴重超过30吨，吨，轨枕为预应力混凝土枕轨枕为预应力混凝土枕澳大利亚澳大利亚南非南非俄罗斯钢轨钢轨扣件扣件轨枕轨枕道床道床采用重采用重型钢轨型钢轨采用分开采用分开式扣件，式扣件，带金属垫带金属垫板，双层板，双层橡胶层，橡胶层，以提供足以提供足够的轨道够的轨道弹性弹性混凝土轨混凝土轨枕发展的枕发展的大断面形大断面形式式石棉道石棉道床床国内重载铁路轨道结构I、II 型弹条型弹条扣件扣件大秦线道床道床碎石道床碎石道床钢轨:重车线75kg/m钢轨，跨区间无缝线路轻车线60kg/m钢轨，有缝线路以II型枕为主大秦线2002年

4、大秦铁路运量已达到1亿吨设计能力，中国经济发展要求大秦铁路必须快速成倍提高运输能力。我国重载发展事例以大秦重载运输技术为支撑，北同蒲线、云岗支线、迁曹线开行了1万吨和2万吨重载组合列车，大包线、口泉支线、大准线开行了1万吨重载列车。同时大秦重载技术为其他煤运通道建设和运输能力提高起到了示范作用。新型重载轨道结构的稳定性作用1新型轨道结构：无砟轨道2采用可动心轨道岔及其他新型道岔3研究开发耐磨、防表面裂纹、防轨内裂纹的新型钢轨重载铁路的研究动向大轴重大轴重高运量高运量低速度低速度高磨耗、高变形，高磨耗、高变形，与一般线路相比，与一般线路相比，其轨道结构伤损更其轨道结构伤损更快，这就需要合理快，这

5、就需要合理设置重载铁路轨道设置重载铁路轨道结构提高其稳定性结构提高其稳定性重载铁路轨道结构力学特性对稳定性作用力学特性研究：轨道结构静力特轨道结构静力特性性性轨道结构动力特性轨道结构动力特轨道结构静力作用Winkler提出将提出将轨道视为连续轨道视为连续弹性基础上的弹性基础上的无限长梁理论无限长梁理论连续弹性点支连续弹性点支撑梁理论。撑梁理论。传统的轨下系统静力计算方法的前提是先计传统的轨下系统静力计算方法的前提是先计算出轨道的受力，再计算轨枕的受力，最后算出轨道的受力，再计算轨枕的受力，最后分析道床及基床的受力情况分析道床及基床的受力情况轨道结构静力作用特性Timoshenko首先应用单自首

6、先应用单自由度集总参数由度集总参数轨道模型研究轨道模型研究了在正弦荷载了在正弦荷载作用下钢轨的作用下钢轨的位移反应及动位移反应及动应力，应力，轨道结构由起初轨道结构由起初简单的等效集总简单的等效集总参数模型发展为参数模型发展为单层或多层支承单层或多层支承的弹性地基梁型的弹性地基梁型英国英国Derby铁路铁路实验中心首先开实验中心首先开始了轮轨系统动始了轮轨系统动力学的研究。力学的研究。利用车轮一轨排一道碴为一体的有限元动力计算模型求得轨枕作用在道床顶面的荷载谱，将该荷载谱作为道床动力分析的输入。 等从车辆轨道耦合动力学原理出发，以轨道不平顺为激励源，应用大系统思想，综合考虑机车车辆、轨道线路、

7、轮轨界面三个方面的影响重载条件下钢轨的受力对稳定性的分析轮载作用下的弯曲应力和温度所产生的温度应力轮轨接触使钢轨截面变化处产生额外应力和接触应力钢轨在轧制或运输铺设过程中作业不当钢轨在轧制或运输铺设过程中作业不当而残留在钢轨内部的残余应力而残留在钢轨内部的残余应力在行车条件下钢轨在制动地段承受制动在行车条件下钢轨在制动地段承受制动力和爬行力，桥上无缝线路还承受附加力和爬行力，桥上无缝线路还承受附加伸缩和附加挠曲力伸缩和附加挠曲力重载条件下的轨枕重载铁路多采用重载铁路多采用II和和III型混凝土轨枕型混凝土轨枕重载线路重载线路承受荷载大承受荷载大重复次数多重复次数多采用疲劳可靠性采用疲劳可靠性重载条件下的混凝土枕扣件有适当的规矩、水平调节量有适当的规矩、水平调节量扣件必须有一定的弹性扣件必须有一定的弹性必须有足够的扣压力和扣阻力必须有足够的扣压力和扣阻力扣件应具有以上要求扣件应具有以上要求重载条件下道岔工作特点附加动力加强，给道岔较大的垂直动力和横附加动力加强，给道岔较大的垂直动力和横向水平力，造成部件的伤损，影响行车安全向水平力，造成部件的伤损，影响行车安全1产生较大的车辆簧下加速度，使道岔扣件松产生较大的车辆