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小半径曲线钢轨减磨降噪方案调研分析

摘  要：轨道交通线路走向通常会受到城市规划、投资规模、工程地质条件等因素影响，难免出现小半径曲线。列车通过小半径曲线时，由于轮轨之间存在导向力和冲击角，轮缘与钢轨将产生摩擦噪声、侧磨或波磨，影响运营安全及舒适性。通过调研分析当前各种钢轨减磨降噪技术方法，认为无锡地铁小半径曲线宜采用轨道涂油器、钢轨预打磨的方案，必要时采用轨顶摩擦控制装置的方案，可为今后类似工程提供借鉴。

关键词：轨道交通；小半径曲线；钢轨；减磨降噪；轨道涂油器；钢轨预打磨；轨顶摩擦控制装置；调研分析

 

目录

1 引言 1

2 小半径曲线段钢轨磨损简要分析 2

2.1 三种摩擦引起的三种力 2

2.2 轮轨磨损的形式 2

3曲线段钢轨减磨降噪方案调研 2

3.1 阻尼钢轨 3

3.2 轮轨润滑装置 3

3.3 减磨防脱护轨 5

3.4 钢轨预打磨 5

3.5 加强施工、养护维修质量 6

4 无锡地铁减磨降噪推荐方案 6

4.1无锡地铁1、2号线小半径曲线段轨道减磨降噪方案设计 6

4.2 减磨降噪推荐方案 6

5 结论 7

 

1 引言

随着城市化步伐的日益加快，公共交通问题越来越突出，由于城市内部建筑物密度大，旧城改建十分困难，发展城市轨道交通越来越受到人们的重视。由于轨道交通线路走向受到城市规划、投资规模、工程地质条件等因素影响，不可避免会出现小半径曲线，而小半径曲线又是城市轨道交通线路三大薄弱环节之一，车辆在小半径曲线长期运行时，极易出现钢轨波磨、侧磨以及轮轨尖叫声等，影响列车运行舒适性甚至行车安全。本文通过对当前城市轨道交通线路小半径曲线钢轨减磨降噪方案的调研，分析了各种减磨降噪方案的特点，结合无锡地铁自身特点，提出了无锡地铁小半径曲线宜采用的钢轨减磨降噪方案。

2 小半径曲线段钢轨磨损简要分析

列车通过小半径曲线时，由于轮轨之间存在导向力和冲击角，轮缘与钢轨轨头侧面间产生摩擦噪声，当轮轨间接触点压强超过钢轨的屈服应力时，钢轨产生侧磨或顶面波磨的可能。

2.1 三种摩擦引起的三种力

所有的滚动接触中都存在微量的滑动（蠕滑），蠕滑有3种形式，伴随每种形式各有3种摩擦形式。

（1）纵向摩擦（滚动方向），车辆车轮制动需要纵向摩擦力，机车车轮牵引和制动同样需要摩擦力。

（2）横向摩擦（垂直于钢轨），在通过曲线时只需要很小的横向摩擦力。横向摩擦力过大会损坏轨道，造成钢轨过量磨损和能量损耗。

（3）旋转摩擦（转动），旋转蠕滑及摩擦量很小，其影响也很小。钢轨磨损的主要原因是轮轨相互作用时产生巨大的接触应力和蠕滑率。

列车在直线上运行，也不是纯粹的滚动摩擦，而是在滚动中潜伏着少量滑动摩擦，这是直线地段钢轨发生磨损的原因之一。当列车进入曲线地段，蠕滑有所增加，所以曲线地段钢轨顶面及工作边的磨损要比直线地段大一些。曲线上股钢轨由于列车转向架中第一轮轮缘紧挨着轨头内侧，当轨头和车轮几何尺寸不相吻合时，造成轮轨接触面积小，接触应力增大。接触应力大，蠕滑率高，导致轮轨磨损加剧。

2.2 轮轨磨损的形式

轮轨的磨损形式主要分为轨头与轮缘的磨损和轨顶与踏面的磨损。