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基于联调联试的城际铁路大坡度下道岔侧向允许速度值优化建议.pdf
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1、57交通科技与管理规划设计0引言城际铁路作为现代轨道交通系统“四网融合”的重要组成部分,扮演着连接城市、促进经济发展和改善交通运输效率的关键角色。然而,城际铁路存在着大坡度区段,在大坡度条件下,道岔的侧向允许速度是决定列车在道岔区段运行速度的关键因素之一。因此,研究城际铁路大坡度下道岔侧向允许速度合理取值,对于优化铁路线路设计、提高列车运行效率以及确保行车安全具有重要意义。1城际铁路道岔选型的一般原则为尽可能提高侧向列车运行速度,高速铁路正线与联络线连接使用的道岔类型一般以 42 号为主,侧向限速160 km/h。实际工程项目中,城际铁路一般考虑采用 18 号道岔,侧向限速 80 km/h,以
2、优化平面布置。2侧向过岔速度理论单开道岔的侧向通过速度包括转辙器、导曲线、辙叉及岔后连接线路这四部分,每一部分都影响道岔侧向的通过速度。目前,常用基本参数法进行道岔平面线形设计,以确定侧向过岔速度1。道岔平面线形设计可以采用以下三个基本参数表达列车质点或刚度运行在道岔侧线上所产生的横向力的不利影响:动能损失、未被平衡的离心加速度、未被平衡的离心加速度增量2。综合上述三个参数,现有各类道岔的侧向允许速度如表1所示。3困难条件下道岔侧向允许速度的主要影响因素分析3.1道岔铺设线型偏差影响道岔铺设线型偏差是指道岔轨道中线及左右轨实际收稿日期:2023-08-04作者简介:周雄慧(1986),男,硕士
3、研究生,工程师,研究方向:道路与铁道工程。基于联调联试的城际铁路大坡度下道岔侧向允许速度值优化建议周雄慧,肖剑(广东城际铁路运营有限公司,广东 广州 510000)摘要文章以已开通运营的某城际铁路为例,通过联调联试期间数据测试与分析,提出城际铁路大坡度下道岔侧向允许速度值优化建议,更深入地理解城际铁路大坡度下道岔侧向允许速度与列车横向加速度之间的关系。相关成果为改进城际铁路设计、提高列车运行效率以及确保行车安全提供了重要参考,可为类似工程提供借鉴。关键词城际铁路;大坡度;道岔;侧向允许速度;横向加速度中图分类号U231.2文献标识码A文章编号2096-8949(2023)20-0057-03表
4、 1 道岔侧向允许通过速度/(km/h)尖轨类型道岔号数91218304262AT 型弹性可弯尖轨355080140160220注:速度安全余量预留,直向预留 10%,侧向+10 km/h 安全余量。位置与设计值在平面(横向)和高程(垂向)的偏差。线型偏差包括水平偏差、垂直偏差,影响两端线路的平顺过渡,若道岔铺设线型偏差较大,将导致列车在道岔区段的侧向运行受到不规则的轨道力作用,影响列车的稳定性和侧向允许速度3。3.2道岔几何不平顺影响道岔几何形位的控制是道岔在铺设和养护维修阶段确保道岔高平顺性的关键,轨道几何不平顺是车辆轨道耦合作用下振动的重要激扰源,影响列车运行安全性、平顺性和舒适性4。3
5、.3道岔钢轨焊接接头不平顺性影响城际铁路无缝道岔内部及两端的钢轨一般采用铝热焊联结,焊接接头的质量和平顺性对列车的侧向运行有重要影响,通过焊接接头廓形打磨得到与车轮形面相匹配的轨头廓形,使轮轨接触点在轨顶中部位置,以降低轮轨接触应力值,减少动车组车体横向振动响应的影响5。3.4尖轨降低值不良影响列车顺向通过道岔时,轮对依次经过直尖轨受力、直尖轨与曲基本轨共同受力、曲基本轨受力的过程6。在从直尖轨受力过渡到直尖轨与曲基本轨共同受力时,如果尖轨降低值不良,在降低值偏大的情况下,在轮轨2023 年第 4 卷第 20 期58交通科技与管理规划设计 接触受力过渡阶段轮对外径会过早引起曲基本轨受力,形成运
6、行过程中的轮径差,即曲基本轨一侧轮对外径受力,轮轨接触点轮缘半径小,直基本轨一侧轮对正常受力,轮轨接触点轮缘半径大,从而导致列车向小轮径一侧偏移,产生水平加速度7。综上所述,道岔铺设线型、道岔几何平顺性、道岔钢轨焊接接头平顺性、尖轨降低值等因素都可能影响道岔侧向允许速度,需要综合分析这些因素。4大坡度下道岔侧向允许速度影响案例分析以某城际铁路站场 18 号道岔为例,道岔图号为客专线(07)001,车站为高架站,车站设到发线 4 条(含正线 2 条),两端咽喉各设渡线 1 组,线间距 4.6 m。受线路条件限制,站后线路坡度为 29,坡长 1 150 m,竖曲线半径 15 000 m,切线 T=
7、217.5 m,经计算该竖曲线起点离 2 号道岔尖轨尖距离 24.5 m。2#4#道岔侧向检测示意图如图 1。图 12#4#道岔侧向检测示意图4.1联调联试测试情况联调联试完成了道岔侧向测试,速度级以 70 km/h、80 km/h、90 km/h 各运行 3 个往返,测试内容和该文相关的项目主要包括道岔几何状态、道岔动力性能、轨道结构动力性能等测试。4.1.12#4#道岔侧向几何状态检测综合检测列车 2#4#道岔侧向提速试验检测结果,70 km/h 与 80 km/h 速度级检测无、级偏差,90 km/h速度级检测存在横向加速度级偏差 2 处,峰值为 0.15 g和 0.16 g。4.1.2
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