高速鐵路道岔設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐

內(nèi)容概要

道岔是實(shí)現(xiàn)列車(chē)轉(zhuǎn)線或跨線運(yùn)行必不可少的軌道設(shè)備，是影響行車(chē)平穩(wěn)性與安全性的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，是我國(guó)高速鐵路建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。因高速道岔(編者注：鐵路行業(yè)將“高速鐵路道岔”習(xí)稱“高速道岔”)要求具有高速度、高安全性、高平穩(wěn)性、高舒適性和高可靠性，2005年以前在我國(guó)是一項(xiàng)空白技術(shù)。為滿足我國(guó)高速鐵路大規(guī)模建設(shè)的需要，鐵道部制定了“引進(jìn)法國(guó)技術(shù)、中德合資生產(chǎn)、自主研發(fā)”并行的高速道岔技術(shù)路線。
在鐵道部科技司和工程管理中心的領(lǐng)導(dǎo)下，2005年組織了“用、產(chǎn)、學(xué)、研”高速道岔聯(lián)合攻關(guān)課題組，由西南交通大學(xué)、中國(guó)鐵道科學(xué)研究院、中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司、北京全路通號(hào)總公司、中鐵山橋集團(tuán)有限公司、中鐵寶橋集團(tuán)有限公司、北京交通大學(xué)等十多家單位組成的聯(lián)合課題組，歷時(shí)六年，多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)，歷經(jīng)理論研究、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、試制生產(chǎn)、試鋪試驗(yàn)等研發(fā)過(guò)程，完成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的時(shí)速250公里和350公里的18號(hào)、42號(hào)、62號(hào)有砟及無(wú)砟軌道基礎(chǔ)系列高速道岔的研制，并在武廣、滬杭等高速鐵路線上鋪設(shè)，通過(guò)了最高試驗(yàn)速度410公里/小時(shí)、運(yùn)營(yíng)速度350公里／4,時(shí)的考核，已在哈大(哈爾濱一大連)、京鄭(北京一鄭州)、鄭武(鄭州一武漢)等高速鐵路線上大規(guī)模推廣應(yīng)用，市場(chǎng)份額已達(dá)75％以上。
我國(guó)高速鐵路道岔的成功研制，為我國(guó)高速鐵路建設(shè)提供了關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)備，顯著推動(dòng)了道岔行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，打破了德、法兩國(guó)對(duì)國(guó)際高速道岔市場(chǎng)的壟斷，開(kāi)始出口到國(guó)外，并迫使德、法兩國(guó)的高速道岔在我國(guó)大幅度降低銷售價(jià)格，為我國(guó)高速鐵路建設(shè)節(jié)約了數(shù)十億元的直接投資。

作者簡(jiǎn)介

　　王平，男，1969年7月生，西南交通大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，教育部新世紀(jì)人才。建立了我國(guó)高速鐵路道岔設(shè)計(jì)理論體系，領(lǐng)導(dǎo)了我國(guó)時(shí)速250公里、350公里系列高速鐵路道岔的研制。承擔(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家“863計(jì)劃”、鐵道部科技開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目二十多項(xiàng)，在道岔動(dòng)力學(xué)與道岔結(jié)構(gòu)、跨區(qū)間無(wú)縫線路、軌道結(jié)構(gòu)領(lǐng)域取得了較多的研究成果。共獲得省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)十多項(xiàng)，其中主持獲得四川省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一項(xiàng)，主持獲得教育部科技進(jìn)步獎(jiǎng)一項(xiàng)；出版專著5本；獲得國(guó)家發(fā)明和實(shí)用新型專利18項(xiàng)；軟件著作權(quán)6項(xiàng)；發(fā)表論文130多篇。

書(shū)籍目錄

第一章 概述
 第一節(jié) 高速道岔的技術(shù)要求與特點(diǎn)
 第二節(jié) 國(guó)外高速鐵路道岔技術(shù)
 第三節(jié) 我國(guó)高速鐵路道岔技術(shù)
第二章 道岔平面線形設(shè)計(jì)理論
 第一節(jié) 高速道岔的設(shè)計(jì)條件與結(jié)構(gòu)選型
 第二節(jié) 道岔平面線形與基本參數(shù)法
 第三節(jié) 高速道岔總布置圖設(shè)計(jì)
 第四節(jié) 輪軌系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在道岔平面線形設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
第三章 列車(chē)道岔系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論及應(yīng)用
 第一節(jié) 道岔區(qū)輪軌接觸幾何與輪軌蠕滑
 第二節(jié) 列車(chē)道岔系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論
 第三節(jié) 道岔區(qū)輪軌關(guān)系研究設(shè)計(jì)
 第四節(jié) 道岔區(qū)軌道剛度研究設(shè)計(jì)
 第五節(jié) 道岔不平順動(dòng)力學(xué)分析
 第六節(jié) 道岔動(dòng)力學(xué)仿真評(píng)估與試驗(yàn)驗(yàn)證
第四章 道岔轉(zhuǎn)換計(jì)算理論
 第一節(jié) 道岔轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)換原理
 第二節(jié) 道岔轉(zhuǎn)換計(jì)算理論
 第三節(jié) 高速道岔轉(zhuǎn)換研究設(shè)計(jì)
 第四節(jié) 高速道岔轉(zhuǎn)換試驗(yàn)研究
 第五節(jié) 高速道岔夾異物動(dòng)力仿真研究
第五章 道岔部件研究設(shè)計(jì)與受力分析
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　4.高舒適性　　高速道岔要求動(dòng)車(chē)組以運(yùn)營(yíng)速度直側(cè)向過(guò)岔時(shí)，在豎向上與區(qū)間線路具有相同的旅客乘坐舒適度，不會(huì)在進(jìn)出岔時(shí)出現(xiàn)類似于橋頭的“跳車(chē)”現(xiàn)象，不會(huì)在岔區(qū)內(nèi)因軌道整體剛度的分布不均而出現(xiàn)過(guò)大的豎向振動(dòng)：綜合檢測(cè)車(chē)或軌檢車(chē)過(guò)岔時(shí)，車(chē)體垂直加速度不出現(xiàn)I級(jí)超限（我國(guó)高速鐵路的計(jì)劃維修標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)應(yīng)的車(chē)體垂直加速度為1.0m/s2）。因此要求高速道岔進(jìn)行岔區(qū)軌道剛度的均勻化設(shè)計(jì)、道岔與區(qū)間線路軌道剛度的過(guò)渡設(shè)計(jì)、有砟軌道碎石道床彈性的保持等。　　5.高可靠性　　高速鐵路采用的是白天全線封閉運(yùn)行、夜間開(kāi)“天窗”維修養(yǎng)護(hù)的運(yùn)營(yíng)模式，要求高速道岔具有較提速道岔更高的可靠性，不出現(xiàn)提速道岔中常見(jiàn)的病害，如：無(wú)縫道岔中因尖軌及心軌的伸縮超過(guò)外鎖閉機(jī)構(gòu)的容許位移而出現(xiàn)轉(zhuǎn)換卡阻現(xiàn)象，影響道岔的正常開(kāi)通：可動(dòng)心軌第一牽引點(diǎn)處因心軌“翻背”而導(dǎo)致心軌與翼軌的密貼檢查失效等?！　?。高平順性　　高速鐵路要求所有的軌道結(jié)構(gòu)必須具有高平順性，高速道岔當(dāng)然也不例外，只有軌道的高平順性才能確保高速列車(chē)的高安全性與高平穩(wěn)性。對(duì)于高速鐵路，需要重點(diǎn)關(guān)注的是與列車(chē)自振頻率相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)波長(zhǎng)不平順以及影響輪軌關(guān)系的軌面短波不平順。法國(guó)及日本高速鐵路運(yùn)營(yíng)實(shí)踐表明，高速列車(chē)存在較明顯的“IHZ”振動(dòng)現(xiàn)象，時(shí)速350km高速鐵路上軌道不平順的最不利波長(zhǎng)在70-120m范圍內(nèi)。而數(shù)量最多的18號(hào)高速道岔全長(zhǎng)僅為69m，單獨(dú)對(duì)高速道岔進(jìn)行不平順管理，可能會(huì)因其位于長(zhǎng)波不平順?lè)秶鷥?nèi)而不能滿足軌道長(zhǎng)波不平順的管理要求，需要將道岔前后一定范圍的區(qū)間線路納入岔區(qū)不平順的管理中。此外，因道岔轉(zhuǎn)轍器及轍叉部分存在直側(cè)股鋼軌的密貼段，直側(cè)股軌道不平順?lè)謩e進(jìn)行調(diào)整時(shí)會(huì)相互影響，因此需要以科學(xué)的調(diào)整方法為指導(dǎo)。岔區(qū)內(nèi)鋼軌頂面的加工輪廓及焊接接頭的平直度則對(duì)輪軌接觸關(guān)系有一定的影響，需要在制造、鋪設(shè)及養(yǎng)護(hù)維修中予以重視。道岔的高平順性還體現(xiàn)在尖軌與基本軌、滑床臺(tái)板、頂鐵的密貼，心軌與翼軌、滑床臺(tái)板、頂鐵的密貼上，要求各部位的離縫不得影響高速道岔的工作性能。道岔中的長(zhǎng)大軌件在轉(zhuǎn)換過(guò)程中要求各牽引點(diǎn)能同步、乎穩(wěn)轉(zhuǎn)換到位而不至于引起轉(zhuǎn)換不足位移、軌距減小、與基本軌、翼軌或頂鐵的密貼超限?！　　?/pre>








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