客?？奂v稿自主研發(fā)情況PPT課件VIP

1、一、研發(fā)目標(biāo)一、研發(fā)目標(biāo)一、 研發(fā)目標(biāo)運營條件： 最高速度350km/h客運專線 最高速度250km/h（兼顧貨運）客運專線線路條件： 有砟軌道 無砟軌道軌下混凝土軌枕或軌道板類型： 有擋肩 無擋肩有砟軌道用 無擋肩扣件系統(tǒng) 有擋肩扣件系統(tǒng)無砟軌道用 無擋肩扣件系統(tǒng) 有擋肩扣件系統(tǒng)第1頁/共32頁二二. 主要研究內(nèi)容主要研究內(nèi)容二. 主要研究內(nèi)容u國內(nèi)外扣件系統(tǒng)的技術(shù)總結(jié) 分析研究世界各國扣件系統(tǒng)的成功經(jīng)驗，總結(jié)我國扣件系統(tǒng)的發(fā)展歷程和工程實踐，確定我國客運專線扣件系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展方向。u中國客運專線扣件系統(tǒng)技術(shù)條件 研究制訂滿足中國客運專線建設(shè)的扣件系統(tǒng)技術(shù)條件，為各扣件系統(tǒng)的研發(fā)確定設(shè)計依據(jù)

2、。u研究確定客運專線扣件系統(tǒng)的彈性指標(biāo) 研究扣件系統(tǒng)合理彈性指標(biāo)的評價方法及扣件系統(tǒng)剛度與軌道剛度的合理匹配，確定客運專線扣件系統(tǒng)的彈性指標(biāo)。u研究確定客專不同運營條件和線路條件扣件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式 研究確定分別滿足350km/h、250km/h客運專線運營條件，適用于有碴與無砟軌道（含有擋肩與無擋肩混凝土軌枕或軌道板）的各種扣件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式，同時考慮不同地段扣件系統(tǒng)的通用性、互換性、不同軌下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)扣件系統(tǒng)的通用性、互換性。第2頁/共32頁u扣壓件的設(shè)計與試驗研究 研究確定扣壓件結(jié)構(gòu)型式，考慮扣壓件與彈性墊層剛度的合理匹配、扣壓件材質(zhì)的比選確定和制造工藝的研究。u減振墊層的設(shè)計與試驗研究 研究

3、減振墊層實現(xiàn)低剛度的結(jié)構(gòu)技術(shù)措施，確定減振墊層的材質(zhì)，研發(fā)高強(qiáng)度長壽命減振墊層材料。u各扣件系統(tǒng)及零部件性能試驗研究 依據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)對各扣件系統(tǒng)的性能進(jìn)行試驗驗證，根據(jù)零部件制造驗收技術(shù)條件對扣件各零部件性能進(jìn)行試驗驗證。u編制各扣件系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)條件 編制各扣件系統(tǒng)技術(shù)條件，各零部件制造驗收技術(shù)條件和鋪設(shè)和養(yǎng)護(hù)維修要求。二二. . 主要研究內(nèi)容主要研究內(nèi)容第3頁/共32頁三、主要研究成果三、主要研究成果1. 國內(nèi)外扣件系統(tǒng)技術(shù)總結(jié)及我國客運專線扣件結(jié)構(gòu)選型 總結(jié)分析了世界各國扣件系統(tǒng)運用情況以及我國鐵路扣件系統(tǒng)的發(fā)展歷程，對各主要類型扣件系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)的歸納和分析。 提出了我國客運專線扣件系統(tǒng)的

4、結(jié)構(gòu)選型： （1）選用彈條扣壓件是我國扣件系統(tǒng)發(fā)展主要思路。 （2）對有砟軌道用扣件，應(yīng)采用彈性不分開式結(jié)構(gòu)，在線路狀態(tài)良好的地段應(yīng)采用混凝土軌枕不帶擋肩的無螺栓扣件，在其它需要鋼軌高低調(diào)整的地段采用混凝土軌枕帶擋肩的有螺栓扣件。 （3）對無砟軌道用扣件，應(yīng)以帶鐵墊板的彈性分開式扣件為基本結(jié)構(gòu)，軌下混凝土基礎(chǔ)不設(shè)擋肩。還應(yīng)考慮與既有無砟軌道結(jié)構(gòu)相匹配，對于承軌槽帶有混凝土擋肩的無砟軌道結(jié)構(gòu)，應(yīng)選擇有擋肩扣件系統(tǒng)，可選用帶鐵墊板的彈性不分開式扣件結(jié)構(gòu)。三、 主要研究成果第4頁/共32頁2. 編制客運專線扣件系統(tǒng)暫行技術(shù)條件 根據(jù)客運專線對扣件系統(tǒng)的要求而制訂，適用于有碴和無砟軌道客?？奂到y(tǒng)。

5、技術(shù)條件規(guī)定了扣件系統(tǒng)的技術(shù)要求、試驗方法、驗收規(guī)則、標(biāo)識與包裝和質(zhì)量保證。 在多年研究工作的基礎(chǔ)上制定 參照最新的歐洲標(biāo)準(zhǔn) EN 13481鐵路應(yīng)用軌道扣件系統(tǒng)性能要求 EN 13146鐵路應(yīng)用軌道扣件系統(tǒng)試驗方法 參考日本和國內(nèi)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 性能指標(biāo)、試驗方法等方面的技術(shù)要求與國際接軌。 已于2006年3月由鐵道部正式頒布。三、主要研究成果三、主要研究成果第5頁/共32頁43364aEIDk 3. 研究提出客運專線扣件系統(tǒng)的彈性指標(biāo) （1）總結(jié)分析了國內(nèi)外有關(guān)軌道剛度和扣件系統(tǒng)彈性指標(biāo)的相關(guān)研究和運營實踐。 （2）提出客專扣件系統(tǒng)的彈性指標(biāo)應(yīng)在確定合理軌道整體剛度前提下研究確定。 （3）無

6、砟軌道 最高速度350 km/h的客運專線：2030 kN/mm； 最高速度250 km/h的客運專線：3040 kN/mm。 （4）有砟軌道：5070 kN/mm （5）彈性指標(biāo)的初步試驗驗證表明在不同條件下鋼軌垂向位移實測值與理論計算值較為接近，驗證了研究的可靠性。三、主要研究成果三、主要研究成果第6頁/共32頁三、主要研究成果三、主要研究成果4. 研發(fā)適應(yīng)不同線路條件的客運專線扣件系統(tǒng) 彈條IV型扣件系統(tǒng)無擋肩有砟軌道用 彈條V型扣件系統(tǒng) 有擋肩有砟軌道用 WJ-7型扣件系統(tǒng) 無擋肩無砟軌道用 WJ-7A型最高速度250 km/h WJ-7B型最高速度350 km/h WJ-8型扣件系統(tǒng)

7、 有擋肩無砟軌道用 WJ-8A型最高速度250 km/h WJ-8B型最高速度350 km/h 彈條IV型彈條V型WJ-7型 WJ-8型第7頁/共32頁三、主要研究成果三、主要研究成果5. 研究提出客運專線彈條用原材料供貨技術(shù)條件 客專彈條技術(shù)要求：高疲勞強(qiáng)度、長壽命 參照國際上主要彈條所用材質(zhì)，考慮與國際接軌，收集、消化DIN、BS、JIS標(biāo)準(zhǔn)，詳細(xì)分析既有彈條各項性能指標(biāo)，經(jīng)比選后彈條原材料選用60Si2MnA牌號熱軋彈簧鋼。 對彈簧鋼的供貨技術(shù)條件提出了特殊要求： （1）對尺寸精度（直徑和不圓度）和外觀提出了更嚴(yán)格的要求； （2）降低化學(xué)成分中的P、S含量，并加嚴(yán)了其允許偏差； （3）提

8、高了斷面收縮率，提出了沖擊韌性的要求； （4）加嚴(yán)了低倍組織的要求； （5）加嚴(yán)了表面脫碳層要求； （6）明確了石墨碳含量的要求； （7）非金屬夾雜物要求相應(yīng)加嚴(yán)； （8）增加了不允許存在軸心聚碳現(xiàn)象的要求； （9）晶粒度由不小于5級提高到不小于7級。第8頁/共32頁三、主要研究成果三、主要研究成果6. 研發(fā)適應(yīng)客運專線扣件系統(tǒng)的彈性墊層 （1） 通過對世界各國扣件系統(tǒng)彈性墊層分析，結(jié)合我國工程實踐，制定了客專用各類彈性墊層技術(shù)要求，物理性能指標(biāo)與國際接軌。 （2）利用超彈性有限元法研究設(shè)計墊板結(jié)構(gòu)，提高了設(shè)計技術(shù)水平，與國際同行業(yè)設(shè)計方法接軌。 （3）通過合理配方選型，利用天然橡膠和丁苯橡膠

9、為主體材料，研制出各種軌下墊板，其各項性能指標(biāo)滿足客?？奂到y(tǒng)橡膠墊板技術(shù)規(guī)范。采用橡塑共混材料研制的絕緣緩沖墊板能夠滿足系統(tǒng)絕緣、緩沖和防滑等性能要求。 （4）采用國際先進(jìn)技術(shù)，研究了聚酯彈性體注塑發(fā)泡微孔結(jié)構(gòu)，發(fā)泡倍率等對產(chǎn)品物理性能及剛度的影響；研究了注塑工藝對產(chǎn)品性能的影響，確定了控制產(chǎn)品穩(wěn)定生產(chǎn)的工藝參數(shù)；研發(fā)了熱塑性彈性體彈性墊板。第9頁/共32頁三、主要研究成果三、主要研究成果7. 編制各扣件組裝技術(shù)條件彈條IV型扣件組裝技術(shù)條件彈條V型扣件組裝技術(shù)條件WJ-7型扣件系統(tǒng)技術(shù)條件WJ-8型扣件系統(tǒng)技術(shù)條件 8. 編制各扣件零部件制造驗收技術(shù)條件 9. 編制各扣件鋪設(shè)和養(yǎng)護(hù)維修要求

10、 彈條IV型扣件零部件制造驗收技術(shù)條件彈條V型扣件零部件制造驗收技術(shù)條件WJ-7型扣件零部件制造驗收技術(shù)條件 WJ-8型扣件零部件制造驗收技術(shù)條件 彈條IV型扣件鋪設(shè)和養(yǎng)護(hù)維修要求彈條V型扣件鋪設(shè)和養(yǎng)護(hù)維修要求WJ-7型扣件鋪設(shè)和養(yǎng)護(hù)維修要求 WJ-8型扣件鋪設(shè)和養(yǎng)護(hù)維修要求第10頁/共32頁三、主要研究成果三、主要研究成果10. 現(xiàn)場試鋪各扣件系統(tǒng) 彈條IV型扣件系統(tǒng)現(xiàn)場試鋪 京山線安定工區(qū)原為英國PANDROL扣件和軌枕 鐵科院環(huán)行試驗基地第11頁/共32頁三、主要研究成果三、主要研究成果10. 現(xiàn)場試鋪各扣件系統(tǒng) 彈條V型扣件系統(tǒng)現(xiàn)場試鋪 鐵科院環(huán)行試驗基地第12頁/共32頁三、主要研究

11、成果三、主要研究成果10. 現(xiàn)場試鋪各扣件系統(tǒng) WJ-7型扣件系統(tǒng)現(xiàn)場試鋪 鐵科院環(huán)行試驗基地第13頁/共32頁三、主要研究成果三、主要研究成果10. 現(xiàn)場試鋪各扣件系統(tǒng) WJ-7型扣件系統(tǒng)現(xiàn)場試鋪 上海西站無碴無枕梁第14頁/共32頁三、主要研究成果三、主要研究成果10. 現(xiàn)場試鋪各扣件系統(tǒng) WJ-8型扣件系統(tǒng)現(xiàn)場試鋪 鐵科院環(huán)行試驗基地第15頁/共32頁三、主要研究成果三、主要研究成果11. 各扣件系統(tǒng)現(xiàn)場動力學(xué)測試 彈條V型扣件現(xiàn)場測試彈條IV型扣件現(xiàn)場測試軌距1435mm第16頁/共32頁三、主要研究成果三、主要研究成果11. 各扣件系統(tǒng)現(xiàn)場動力學(xué)測試 WJ-7型扣件系統(tǒng)現(xiàn)場測試WJ-

12、8型扣件系統(tǒng)現(xiàn)場測試第17頁/共32頁三、主要研究成果三、主要研究成果11. 各扣件系統(tǒng)現(xiàn)場動力學(xué)測試 WJ-7型扣件系統(tǒng)測試結(jié)果螺栓動態(tài)附加力 各類列車通過時錨固螺栓軸向力無顯著變化，表明預(yù)埋套管不承受明顯的交變荷載，從而保證預(yù)埋套管的使用壽命，另外錨固螺栓可有效地緊固鐵墊板，能良好地保持軌距。鐵墊板穩(wěn)定性 各類列車通過時鐵墊板相對軌枕或軌道板基本上不產(chǎn)生相對位移，鐵墊板緊固牢靠?？奂M向力 貨車通過時扣件承受橫向力比客車通過時大；各類列車通過時扣件所承受橫向力較小，最大值約為20kN，小于扣件設(shè)計荷載。鋼軌軌頭橫移 軌頭橫移方向指向軌道內(nèi)側(cè)，這是由于在直線地段橫向力小，車輪踏面錐度為1/2

13、0，而軌底坡為1/40，造成輪軌垂直力的作用點偏向軌頭內(nèi)側(cè)所致?？蛙囃ㄟ^時，軌頭橫移最大值為0.88mm；貨車通過時軌頭橫移最大值為1.16mm。 第18頁/共32頁三、主要研究成果三、主要研究成果11.各扣件系統(tǒng)現(xiàn)場動力學(xué)測試 WJ-7型扣件系統(tǒng)測試結(jié)果扣件剛度測試分析采用靜剛度50kN/mm軌下墊板： 鋼軌垂移 韶9機(jī)車+青藏客車小編組 平均 0.78mm ，最大0.83mm DF11機(jī)車+實驗車+平車小編組 平均 0.88mm，最大0.91mm 韶9機(jī)車+貨車小編組 平均 1.03mm，最大1.14mm采用靜剛度35 kN/mm軌下墊板： 鋼軌垂移 DF11機(jī)車+實驗車+平車小編組 平均

14、 1.18mm，最大1.44mm CRH2動車組 平均 0.52mm ，最大0.62mm采用靜剛度2530kN/mm軌下墊板： 鋼軌垂移 DF11機(jī)車+實驗車+平車小編組 平均 1.64mm，最大1.89mm CRH2動車組 平均 0.68mm，最大0.82mm第19頁/共32頁三、主要研究成果三、主要研究成果11. 各扣件系統(tǒng)現(xiàn)場動力學(xué)測試 WJ-8型扣件系統(tǒng)測試結(jié)果螺旋道釘動態(tài)附加力 列車通過時道釘未出現(xiàn)上拔力，僅存在松弛力，道釘最大松弛力為3.85 kN，表明預(yù)埋套管未承受附加上拔力，所承受交變荷載也較小，從而保證預(yù)埋套管具有可靠的使用壽命。鋼軌軌頭橫移 與WJ-7型扣件系統(tǒng)測試結(jié)果一樣

15、，軌頭橫移方向指向軌道內(nèi)側(cè)，列車通過時軌頭橫移最大值為0.90 mm?？奂偠确治?230kN軸重機(jī)車通過時鋼軌最大垂移1.451.66mm，較為均勻，平均最大位移1.56mm，位移偏大，因而在較大軸重列車通過的線路，彈性墊板靜剛度（25kN/mm）偏小，如折算為170kN軸重列車通過，位移約為1.15 mm，采用的墊板剛度值較為合適，因此在最高速度350 km/h的客運專線中采用這一彈性指標(biāo)是合適的。第20頁/共32頁三、主要研究成果三、主要研究成果12. 開發(fā)扣件系列專用安裝工具 （1）無螺栓扣件彈條專用手動安裝機(jī)具（2）無螺栓扣件彈條自動化安裝機(jī)具第21頁/共32頁三、主要研究成果三、主

16、要研究成果12. 開發(fā)扣件系列專用安裝工具（3）彈條緊固自動化安裝機(jī)具有砟軌道使用無砟軌道使用第22頁/共32頁三、主要研究成果三、主要研究成果13. 開發(fā)鋼軌左右位置調(diào)整器和高精度軌道狀態(tài)檢測裝置 TD-GJ3T型鋼軌左右位置調(diào)整器 軌道狀態(tài)測量裝置 第23頁/共32頁四、扣件系統(tǒng)技術(shù)性能比較四、扣件系統(tǒng)技術(shù)性能比較四. 扣件系統(tǒng)技術(shù)性能比較6.1 有砟軌道扣件系統(tǒng)性能比較 6.2 無砟軌道扣件系統(tǒng)性能比較 日本 102型 德國VOSSLOH W14型 法國 NABLA型 英國PANDROL e系列 FASTCLIP中國彈條V型 中國彈條IV型 日本 直結(jié)8k型 英國PANDROL SFC

17、德國VOSSLOH 300型 德國 RST型中國WJ-7型 中國WJ-8型第24頁/共32頁四、扣件系統(tǒng)技術(shù)性能比較四、扣件系統(tǒng)技術(shù)性能比較1. 有砟軌道扣件系統(tǒng)性能比較扣件類型扣件類型日本日本VosslohVossloh法國法國中國中國PandrolPandrol中國中國102102型型W14W14型型NablaNabla彈條彈條V V型型e e系列系列FASTCLIPFASTCLIP彈條彈條IVIV型型系統(tǒng)分類系統(tǒng)分類彈性不分開式彈性不分開式承受橫向力承受橫向力由混凝土擋肩承受由混凝土擋肩承受由預(yù)埋鐵座承受由預(yù)埋鐵座承受與基礎(chǔ)聯(lián)結(jié)與基礎(chǔ)聯(lián)結(jié)預(yù)埋塑料套管預(yù)埋塑料套管預(yù)埋鐵座預(yù)埋鐵座扣扣壓壓件

18、件類型類型彈片彈片彈條彈條彈片彈片彈條彈條彈條彈條彈條彈條彈條彈條扣壓力扣壓力5 kN5 kN10 kN10 kN11 kN11 kN10 kN10 kN11 kN11 kN10 kN10 kN11 kN彈程彈程12 mm12 mm13 mm13 mm9 mm9 mm12 mm12 mm13 mm13 mm12 mm12 mm13 mm扣壓件緊固扣壓件緊固有螺栓緊固有螺栓緊固無螺栓緊固無螺栓緊固鋼軌高低調(diào)整鋼軌高低調(diào)整不能調(diào)整不能調(diào)整可調(diào)整可調(diào)整10mm10mm不能不能調(diào)整調(diào)整可調(diào)整可調(diào)整10mm10mm不能調(diào)整不能調(diào)整軌距調(diào)整軌距調(diào)整無級調(diào)整無級調(diào)整10 mm10 mm-8-8+4 mm+4

19、 mm-8-8+4 mm+4 mm彈性墊層彈性墊層軌下單彈性墊層軌下單彈性墊層墊板剛度墊板剛度kN/mmkN/mm60606060707060605050707060應(yīng)用條件應(yīng)用條件有擋肩混凝土枕有擋肩混凝土枕無擋肩混凝土枕無擋肩混凝土枕第25頁/共32頁四、扣件系統(tǒng)技術(shù)性能比四、扣件系統(tǒng)技術(shù)性能比較較2. 無砟軌道扣件系統(tǒng)性能比較扣件類型扣件類型日本日本直結(jié)直結(jié)8k8k型型德國德國RSTRSTVosslohVossloh300300型型PandrolPandrolSFCSFC型型中國中國WJ-7WJ-7型型中國中國WJ-8WJ-8型型系統(tǒng)分類系統(tǒng)分類彈性分開式彈性分開式彈性不分開式彈性不分開

20、式彈性分開式彈性分開式彈性不分開彈性不分開式式是否是否帶鐵墊板帶鐵墊板帶鐵墊板帶鐵墊板下部基礎(chǔ)下部基礎(chǔ)無擋肩無擋肩有擋肩有擋肩無擋肩無擋肩有擋肩有擋肩承受橫向力承受橫向力方式方式主要由鐵主要由鐵墊板下摩墊板下摩擦力克服擦力克服由混凝土擋肩承受由混凝土擋肩承受主要由鐵墊板下摩擦力主要由鐵墊板下摩擦力克服克服由混凝土擋由混凝土擋肩承受肩承受與基礎(chǔ)聯(lián)結(jié)與基礎(chǔ)聯(lián)結(jié)預(yù)埋套管預(yù)埋套管錨入螺栓式錨入螺栓式預(yù)埋套管預(yù)埋套管扣壓件類型扣壓件類型及扣壓力及扣壓力彈片彈片3 kN3 kNSKL3SKL3彈條彈條11kN11kNSKL15SKL15彈條彈條9kN9kNSKL15BSKL15B彈條彈條5 57kN7kN

21、彈條彈條FC150410kNFC150410kNFC13063.5 kNFC13063.5 kNW1W1彈條彈條 9 kN9 kNX2X2彈條彈條 6 kN6 kN扣壓件緊固扣壓件緊固有螺栓有螺栓無螺栓無螺栓有螺栓有螺栓第26頁/共32頁四、扣件系統(tǒng)技術(shù)性能比四、扣件系統(tǒng)技術(shù)性能比較較2. 無砟軌道扣件系統(tǒng)性能比較扣件類型扣件類型日本日本直結(jié)直結(jié)8k8k型型德國德國RSTRSTVosslohVossloh300300型型PandrolPandrolSFCSFC型型中國中國WJ-7WJ-7型型中國中國WJ-8WJ-8型型縱向阻力縱向阻力3 kN3 kN9 kN9 kN9 kN9 kN橋上橋上5

22、57kN 7kN 9 kN 9 kN 橋上橋上3kN3kN9 kN9 kN橋上橋上4 kN 4 kN 9 kN9 kN橋上橋上4 kN 4 kN 墊層墊層軌下彈性軌下彈性墊層墊層, ,板下板下緩沖墊層緩沖墊層軌下緩沖墊軌下緩沖墊層層, ,板下彈板下彈性墊層性墊層軌下緩沖墊軌下緩沖墊層層, ,板下彈板下彈性墊層性墊層軌下彈性墊軌下彈性墊層層, ,板下緩沖板下緩沖墊層墊層軌下彈性墊軌下彈性墊層層, ,板下緩板下緩沖墊層沖墊層軌下緩沖墊軌下緩沖墊層層, ,板下彈板下彈性墊層性墊層彈性墊層彈性墊層靜剛度靜剛度6060（3030）kN/mmkN/mm202050 50 kN/mmkN/mm202025 25 kN/mmkN/mm30305050 kN/mm k