2025年 09期
重载铁路轨道大机捣固月度维修计划经济决策方法
龙亦语;曲建军;刘攀;徐菲;为了提高大机捣固计划的科学性和经济性，基于大量的轨道历史检测数据开展科学评估，提出大机捣固维修指数和捣固模式经济指标，建立了基于经济性的大机捣固月度作业计划维修决策模型。该模型以捣固后轨道质量指数和维修成本的组合函数值最小为目标，以线路台账、大机作业能力、不同捣固模式作业效果、轨道质量管理标准等因素为约束条件，实现最佳捣固区段和捣固模式的优化求解，并将本文模型应用于某重载铁路站间区段进行验证。结果表明：本文模型与计算方法可制订出符合工务现场作业特点的重载铁路大机捣固月度作业计划，为降低重载铁路的捣固成本和提高大机作业效能提供依据。
重载铁路线路设备单元维修决策方法
潘振;马战国;郄录朝;许良善;为进一步推行重载铁路线路设备单元维修，提高线路设备养护维修效率，在重载铁路线路设备综合状态评价基础上，结合线路设备养护维修能力、大机维修的干扰，提出了线路设备单元维修决策方法；对比分析了不同聚类分析方法的特点，提出适用于线路设备单元维修的聚类分析方法。根据某重载铁路月度单元状态评价结果，提出了下月计划维修单元，并与人工制定的月度维修计划进行对比，验证该方法的合理性和可行性。结果表明：K-Means可以根据天窗数量确定簇的个数，制订维修计划时宜采用K-Means聚类分析方法；采用本文方法进行单元维修后，上行线、下行线的轨道质量指数（Track Quality Index,TQI）较上年同期分别降低了0.66、0.38 mm，明显提升了线路设备质量。
重载铁路直线区段钢轨大修周期研究
吴占清;龙亦语;武庆;重载铁路直线区段钢轨在重载运输条件下承受高频次、高轴重的循环荷载，导致钢轨伤损加剧。为了延长重载铁路钢轨大修周期，基于朔黄铁路（朔州—黄骅）实测钢轨重伤数据以及线路台账，对钢轨重伤量进行了统计分析，提出以钢轨重伤、通过总质量为指标的寿命评估方法。结果表明：钢轨伤损率与累计通过总质量服从威布尔分布函数，可通过数据拟合方法计算钢轨大修周期。建议重载铁路直线区段钢轨大修周期可延长至通过总质量22亿吨。当每千米重伤量未达到4～6处，但累计通过总质量达到22亿吨时进行换轨；当累计通过总质量未达到22亿吨，但每千米重伤量已经达到4～6处时也要换轨。
重载铁路轨道几何质量劣化规律
何占元;龙亦语;刘攀;基于国内某典型重载铁路2021—2023年周期性轨道几何检测数据，结合线路通过总质量、捣固清筛等运维信息，研究重载铁路轨道质量典型劣化规律，对比分析重载铁路轨道几何劣化速率在路基直线、路基曲线、桥梁、隧道等不同线路基础类型下的分布特征，为重载铁路轨道管理、养修计划制订等提供依据。结果表明：轨道质量在捣固周期内的劣化趋势可归为平稳发展和自然劣化两种典型模式，其占比分别约为15%和85%；在所有线路基础类型中，路基直线区段劣化速率最小，桥梁区段劣化速率最大；高低单项在轨道质量劣化中贡献最大，其标准差劣化速率平均值约为轨向、轨距的2～4倍。
基于熵权-TOPSIS法的铁路线路状态综合评价方法
柴浩;马战国;针对铁路线路状态综合评价问题，提出了一种基于熵权-TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution)的综合评价方法。首先，构建了包含几何不平顺和轨道结构状态的评价指标体系；而后，采用熵权法动态确定指标权重，结合TOPSIS模型对线路单元进行评分与等级划分；最后，以唐包铁路（唐山—包头）为例验证模型的有效性。结果表明，该方法能够准确识别设备薄弱环节，指导维修决策，提升维修效率，可为重载铁路线路的精准维修提供理论支持。
重载铁路钢轨温度场非均匀分布特征
徐玉坡;倪一;李杨;李乃峥;孙陶陶;谢艳霞;王建军;为了提高无缝线路的稳定性，本文基于热传导原理，结合实测钢轨温度数据，构建75 kg/m钢轨温度热传导数学模型，研究重载列车作用下钢轨温度场的分布特征。结果表明：在重载铁路无缝线路稳定性计算中，轨腰温度可以代表钢轨截面温度；在过车中及过车后的短时间内，轨腰温度相对于截面温度表现出滞后性，轨腰温度最大值略高于截面温度最大值；轨头、轨腰和轨底三个部位的实测温度平均值能够比较真实地反映钢轨截面平均温度的变化情况，本文采用的温度测量方式合理且可行；列车行驶过程中，轮对与钢轨摩擦产生的热量使钢轨轨头顶面温度升高30.3℃，达到68.3℃；钢轨温度变化速率在轨头与轨腰分界处变化明显，不同时刻钢轨温度变化速率不同且呈非线性变化。
道岔区导波断轨监测系统设计与性能验证
徐玉坡;针对现有道岔尖轨/心轨裂纹检监测技术现场实用性差、设备性能尚无有效验证方法等问题，通过研究60AT2钢轨中导波传播特性、最优激励模态和频率选择、传感器设计等，研制了一套基于SH(Shear Horizontal)导波的道岔断轨监测系统，并通过室内模拟伤损试验和疲劳裂纹试验开展了系统性能验证。结果表明：常规的粘贴铁块法和切割裂缝法模拟伤损不能作为验证监测系统裂纹检测灵敏度的有效手段；本文提出的监测系统疲劳裂纹检测灵敏度优于9 mm，多次试验结果显示系统能够在钢轨断裂的前两天发出预警；通过监测钢轨轨底应变和超声探伤相结合的方式能够有效地验证监测系统的裂纹检测灵敏度。
基于有限元法的无缝线路待换长钢轨稳定性分析
牛作彬;马战国;为研究营业线换轨大修施工一线待换长钢轨的稳定性，本文利用有限元法模拟不同长度的待换长钢轨受温度力、与石砟道床的摩擦阻力、加固杆横向约束力的共同作用，研究其横向位移随温升的发展变化规律。结果表明：待换长钢轨最长稳定单元为1 200 m，该长度的长钢轨在温升达到40℃时能保持相对稳定状态，不会引起局部大变形；温升超过8℃后，长钢轨横向变形随着温升快速发展，内部应力在变形处得到释放。现场应用中，采用不大于1 200 m的换轨单元可不进行人工放散应力作业，避免点外上道的安全风险；换轨单元长度超过1 200 m时，温升每提高8℃进行一次应力放散作业。
重载铁路扣件连续失效对轨道服役状态的影响
杨乐;崔树坤;闫子权;孙林林;马登科;孙大猛;建立重载铁路线路轮轨耦合动力学模型，计算分析扣件系统弹条连续缺失和伤损对列车通过时的脱轨系数、轮重减载率、轮轨横向力等安全性指标的影响。结果表明：扣件系统连续失效导致轮轨横向力、钢轨轨头横移和车体横向加速度增大，其中轨头横移是确定扣件失效组数限值的控制因素。上股、下股钢轨扣件连续失效组数的限值分别为4组和6组。达到扣件连续伤损组数时须尽快更换扣件部件，恢复其状态，避免影响行车安全和造成轨道结构的进一步劣化。
基于落锤冲击试验的重载铁路混凝土弹性轨枕减振性能研究
尤瑞林;赵柯;宁娜;马嘉霈;混凝土弹性轨枕可有效降低道床及下部基础的振动冲击作用，对延长道床养护维修周期具有重要意义。本文在实验室内落锤冲击试验研究的基础上，对比普通轨枕与弹性轨枕在不同落高条件下的振动特性，评估弹性轨枕对有砟轨道结构的减振效果。试验结果表明，在1～500 Hz频域内，弹性轨枕道床在轨枕处的振动加速度级增大，而道床及基础处振动加速度级有5～10 dB的减振效果。1/3倍频程分析显示，弹性轨枕对道床及基础50 Hz以上频率的振动衰减较为明显，对道床的最大减振效果为13 dB（中心频率400 Hz处），对基础的最大减振效果为9 dB（中心频率315 Hz处）。研究成果可为重载铁路有砟轨道线路中弹性轨枕的研究设计及应用推广提供技术支撑。