《几种钢轨冻结接头技术性能的试验与比较》由会员分享，可在线阅读，更多相关《几种钢轨冻结接头技术性能的试验与比较（4页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、李炜红 ,王继军(11 铁道部产品质量监督检验中心 ,北京 100081 ; 21 铁道科学研究院铁道建筑研究所 ,北京 100081)摘要 :文章介绍几种类型的钢轨冻结接头技术性能试验 ,通过比较对采用钢轨冻结接头提出建议 。关键词 :冻结接头接头夹板螺栓疲劳试验接头阻力中图分类号 :U21314 + 6文献标识码 :B文章编号 :100321995 (2004) 202200602031前言2钢轨冻结接头选择的原则一对双头式钢轨接头夹板的垂直刚度只有钢轨的1316 ,采用普通高强度螺栓紧固接头夹板 , 最大接头 阻力只有 600 kN 。在列车荷载和温度变化的影响下 , 钢轨接头出现折角
2、、台阶和轨缝 , 列车通过时产生振 动 、冲击 ,加剧了钢轨配件的伤损 、道床塌陷 、翻浆冒 泥 ,也影响线路的平顺性及列车的舒适性 。随着轨缝的扩大 ,钢轨接头所承受的附加动力将成倍增大 ,因而 世界各国铁路采用钢轨焊接以消灭接头 ,但在特殊情 况下 ,钢轨难以焊接时 ,则采用冻结接头来缩小或消除 轨缝 ,达到减轻钢轨接头处病害的目的 。为解决固定式辙叉与轨条的直接连接 ,我国在总结国内外铁路使用钢轨冻结接头技术的基础上 ,曾进 行了各种形式钢轨冻结接头的试验研究 ,其中以采用 特制夹板粘接胶层的冻结接头的方法 ,使钢轨接头阻 力和刚度明显提高 ,从而增强钢轨接头的综合抗力 ,改 善钢轨接头
3、的平顺性 ,减轻列车轮对对钢轨接头的附加动力作用 。(1) 常用接头夹板与钢轨是直接接触的 。其表面裸露在大气中很快氧化 ,氧化物在承受很小的剪力作 用时就会剥落 ,因而附有氧化物的接头夹板与钢轨贴合在一起 ,无需施加较大的剪力就会错动 。但若在与钢轨接触的夹板面上粘接一层胶层 ,则不仅增大摩擦 系数 ,防止夹板氧化 ,而且也减小了夹板的接触应力 ,延长了夹板的使用寿命 。(2) 钢轨的颚部和轨底顶面为两个张口斜面 ,若将 钢轨夹板的上下面也准确加工成相同斜面 ,使之与钢 轨的两个斜面紧密贴合 ,且避免钢轨夹板与轨腰接触 , 并通过紧固螺栓 , 使钢轨与夹板产生很大的互嵌力 。值得注意的是 ,
4、 必须严格控制螺栓的扭力矩 , 防止轨 颚 、轨底圆弧及螺栓孔周边产生过大的初始应力 。3接头夹板的设计和螺栓的选择根据钢轨冻结接头选择的原则 ,对我国现有冻结接头进行改进并试验比选 。随着国民经济的发展 ,提高运输效率 、缩短旅行时间已成为铁路运输的发展目标 。我国已经成功实现 4次既有线提速 , 几大干线旅客列车最高运行速 度 达160 kmh ,广深线最高运行速度达 200 kmh 。秦沈客运 专线的建成以及时速 200 、250 、350 kmh 客运专线设计暂行规定和日前“时速 200 kmh 新建客货共线铁路设计暂行规定”的编制 , 预示着我国铁路即将跨越式发 展 。行车速度越高要
5、求的线路技术标准和装备越高 , 铁路等级也应随着提高 ,因此 ,列车最高运行速度在铁路等级划分中也应有所反映 。分的依据应为 :(1) 线路意义及路网作用 ;(2) 远期重车方向年客货运量 ; (3) 远期客车对数 ;(4) 列车最高设计行车速度 。以上 4 条依据既相对独立 , 又相辅相成 , 一般而 言 ,线路意义重要的铁路 ,年客货运量大 、客车对数多 、 列车运行速度高 ;而有的线路则可能年客货运量不大 , 但在路网中的地位重要 ,如国防建设中起重要作用的线路也应按一定标准建设 。在划分铁路等级时 ,应结 合国情 ,综合考虑上述 4 条依据 。改回日期 :2003 - 11 - 163
6、 结论和建议(1) 严格控制夹板上下面的加工公差 , 使之与轨颚 、轨底顶面紧密贴合 。(2) 提高夹板刚度 ,使新设计的 60 kgm 钢轨冻结4接头夹板相对水平轴的惯性矩 Ix = 70911 cm ,而双头4夹板相对水平轴的惯性矩 Ix = 50814 cm ,冻结接头夹板的刚度是双头夹板的 114 倍 。(3) 为提高夹板的机械强度 ,可采用 B7 钢制作 ,并 进行热处理 ,夹板的机械性能达到表 1 所列值 。表 1 60 kgm 钢轨冻结接头夹板主要机械性能412钢轨冻结接头阻力试验将试件预留 15 mm 轨缝 ,上紧螺栓后 ,竖直放置在 试验台上 ,施加轴向力 ,反复 3 次后再
7、测定接头阻力的 平均值 ,测定结果见表 4 。(4) 当夹板上 、下面粘接胶层固化后 ,其表面硬度达到 HB 300 左右 。312螺栓的选择钢轨冻结接头要求螺栓紧固后能提供有效的张 力 ,使得轨缝不因列车荷载的作用和轨温的变化而变化 。钢轨冻结接头螺栓可选用大六角高强度螺栓 ,这 种螺栓的紧固性 能 优 于 常 用 的 钢 轨 接 头 螺 栓 ( 见 表2) 。表 2 两种钢轨接头所选用螺栓对比表表 4不同类型钢轨冻结接头阻力试验结果4 技术性能试验比较为验证各种型式钢轨冻结接头的实际阻力值及疲劳性能 ,针对各厂不同施工工艺的接头产品的技术性 能进行了试验比较 。411钢轨冻结接头疲劳试验被
8、测试件的长度为 112 m ,接头预留轨缝 ,试验支 距为 110 m ,载荷作用于支距中央预留轨缝处 ,试验频 率为 5 Hz ,荷载循环系数= 012 ,最大荷载为 200 kN ,最小荷载为 40 kN 。表 3 为不同类型钢轨冻结接头疲劳试验结果 。5分析与建议通过几种类型冻结接头性能试验比较结果可以看出 ,C 类采用特制复合夹板 M27 、1019S 级螺栓组装的 钢轨冻结接头 ,其阻力值最高 ,且在 20040 kN ,重复200 万次疲劳试验后 ,夹板保持完好 。其次 ,B 类采用 M24 、1019S 级螺栓 ,并采用双头夹板组装 ,接头阻力也 能达到1 345 kN 。其原因
9、在于 :类别公称直 径 dmm材料扭矩 系数 K保证载 荷 NkN钢轨冻结 接头使用螺栓2720MnTiB 钢011447710常用钢轨 接头螺栓24低碳马 氏体钢0120012437412试件类型螺栓扭矩(Nm)接头阻 力kN试验结果A 类 :M24 、1019S 级 螺栓 ,B7 钢制双头夹板按规定9001 160钢轨与夹板 之间滑移B 类 :M24 、1019S 级 螺栓 ,B7 钢制双头夹板按规定1 0001 345钢轨与夹板 之间滑移C 类 :特制复合夹板 , M27 、1019S 级螺栓按规定1 4001 560稍有滑移D 类 :M24 、1019S 级 螺栓 ,B7 钢制双头夹板
10、1 0001 200滑移后轨缝 变化E 类 :哈尔夫螺栓 , B7 钢制双头夹板885920钢轨与夹板 之间滑移抗拉强度bMPa屈服强度012MPa伸长率5%收缩率%硬度( HB )800550920280340试件类型螺栓扭矩(Nm)预留轨 缝mm荷载循环 次数万次试验结果A 类 :M24 、1019S 级螺栓 , B7 钢制双头夹板按规定90087418两块夹板 沿轨缝折断B 类 :M24 、1019S 级螺栓 , B7 钢制双头夹板按规定1 00078211两块夹板 沿轨缝折断C 类 :特制复合夹板 , M27 、1019S 级螺栓按规定1 4001520010完好D 类 :M24 、1
11、019S 级螺栓 , B7 钢制双头夹板1 00075013两块夹板 沿轨缝折断E 类 :哈尔夫螺栓 , B7 钢制双头夹板850未发生 断裂江波(中铁十一局集团 第三工程有限公司 ,湖北 十堰 442000)摘要 :通过对城市轨道交通轨道结构噪声来源的分析 ,提出从轨道结构方面采取的减振降噪措施 。关键词 :城市轨道交通轨道结构振动噪声减振降噪中图分类号 :U21113文献标识码 :B文章编号 :100321995 (2004) 20220062204随着部分城市轨道交通线路的开通运营 ,沿线部分地段的噪声超标问题引起了社会的广泛关注 。控制 振动与噪声 ,除采取行政管理手段对城市轨道交通进
12、 行合理规划外 ,还需对轨道结构 、机车车辆采取减振 、消音 、隔音等技术手段 ,最大限度地减少轨道交通产生 的振动与噪声对人体造成的损害 。轨道结构既是城市轨道交通的振源 ,也是振动传 播途径中的重要环节 。本文从分析城市轨道交通的振 动与噪声来源入手 ,从轨道结构方面采取一些措施 ,以达到减振降噪的目的 。部分 :轮轨噪声 、集电噪声 、车厢的空气动力噪声和桥梁结构的二次振动噪声 。随着列车运行速度的变化 , 轨道交通的主噪声源也随之变化 。轨道交通的噪声源 图如图 1 所示 。我国城市轨道交通列车运行速度一般在 6080 kmh ,故相应的主噪声源为轮轨噪声 ,有效 分析轮轨噪声产生的机
13、理是找到城市轨道交通减振降 噪的关键 。城市轨道交通轨道结构的轮轨噪声的振动来源于 轨道的不平顺 。钢轨与运行中的列车车轮相互作用 ,激起钢轨和 轨下基础的振动 ,钢轨就向外辐射噪声 ,振动随轨下基 础向周围传递 , 或引起振动 , 或造成结构的“二 次 噪 声”。1城市轨道交通轨道结构噪声来源分析大量研究结果表明 ,列车引起的噪声可分为四个”图 1 轨道交通噪声源图(1) 常用钢轨接头螺栓与钢轨冻结接头螺栓扭矩系数比为 11431171 ,表明冻结接头螺栓扭矩转换为 螺栓张力的效率提高 43 %71 % 。(2) 螺栓的直径由 24 mm 增加到 27 mm ,且夹板 截面刚度增加 114
14、倍 ,因此可较大提高扭矩及螺栓的 张力 ,从而降低了夹板的弯曲应力 。(3) 胶层的粘接 ,增加了摩擦系数 ,提高了接头夹 板与钢轨连接的整体性 ,减小了夹板自由弯曲长度 ,也达到了增加接头阻力 、延长疲劳寿命的效果 。建议在辙叉前后趾及部分长轨条与缓冲轨连接接头 ,采用特制复合夹板 M27 、1019S 级螺栓冻结接头 ,其 余部分可采用 M24 、1019S 级螺栓双头夹板 ( 经打磨处理) 的冻结接头 。注 :本项试验及论文撰写曾得到铁道科学研究院卢耀荣研究员的帮助 。改回日期 :2003 - 11 - 18(责任审编白敏华)滚动噪声60 kmh V 200 kmh轮轨系统噪声冲击噪声尖叫噪声牵引设备噪声发电机V 200 kmh空气动力噪声V 为列车运行速度file:/D|/新建 Microsoft Word 文档.txtdf机及ov及ojxlkvjlkxcmvkmxclkjlk;jsdfljklem,.xmv/.,mzxlkjvolfdjiojvkldffile:/D|/新建 Microsoft Word 文档.txt2012/8/2 16:09:56
几种钢轨冻结接头技术性能的试验与比较
