复杂运营条件下现代有轨电车轨道系统成套技术开发及应用
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完成单位:中铁二院工程集团有限责任公司
登记编号:ZSCX-D4-G-1-68
登记年份:2020
发布时间:2020-09-21
本项目所属科学技术领域为交通运输工程、土木建筑工程等,属于交叉学科项目。
现代有轨电车系统具有低噪音、低振动、节能等优点,是城市轨道交通的重要组成部分。在独有路权地段,现代有轨电车轨道与传统轨道并无太大差异,但在与其它交通共享路权地段,为满足混行交通需要,轨道需采用埋入式结构。埋入式轨道结构在钢轨型式、扣件系统、轨道结构组成及关键设计参数、有轨电车道岔等轨道结构设计标准方面与传统轨道结构存在显著不同。现代有轨电车轨道系统面临轨道交通荷载、公路交通荷载、气象环境及基础变形等复杂运营条件,为满足现代有轨电车轨道系统设计和建设,亟需开展了复杂运营条件下现代有轨电车轨道系统成套技术开发及应用研究。
在技术研究方面,本项目通过跨学科、多单位联合攻关,针对现代有轨电车轨道系统,开展了复杂运营条件下现代有轨电车轨道系统成套技术开发及应用研究,研发、研制了适用于现代有轨电车轨道系统的扣件系统和槽型轨3号、6号道岔结构,形成了复杂运营条件下现代有轨电车轨道系统成套技术。取得的创新点主要有:
(1)提出了埋入式轨道结构及其部件选型准则,建立了埋入式无砟轨道结构静、动力学分析模型,综合考虑轨道交通、公路交通荷载及气象环境、基础变形等因素的影响,提出了道床结构参数、轨道刚度、基础沉降、无缝线路、减振降噪等轨道设计关键技术参数;
(2)研发了适用于槽型轨埋入式道床、大调整量、高弹性、可维护的有轨电车扣件系统,最大调高量为30mm,扣件系统的使用寿命大幅度提升,能满足复杂运营条件下现代有轨电车轨道系统的使用要求;
(3)建立了现代有轨电车槽型轨道岔设计方法,解决了有轨电车槽型轨道岔轮轨关系、牵引转换、刚度均匀化、工电一体化等方面的问题,研制了3号、6号槽型轨单开道岔,实现了高锰钢材质与槽型轨厂内闪光焊接、高锰钢爆炸硬化技术在有轨电车道岔中的应用,形成了成套的现代有轨电车道岔研究、设计、制造技术;
(4)建立了埋入式有轨电车轨道系统针对、噪声分析模型,分析了结构的振动特性和噪声分布规律,提出了采用废旧轮胎颗粒体作为槽型钢轨包覆材料的减振降噪方案及相关技术指标,研发了槽型钢轨包覆系统,有效降低了轨道系统的建设成本。
根据四川省科学技术信息研究所组织的成果评价,研究成果水平达到国际领先水平。
在工程应用方面:研究成果已在南京河西现代有轨电车一号线、麒麟一号线,青岛市城阳区现代有轨电车示范线,佛山高明区现代有轨电车示范线,滇南中心城市群现代有轨电车示范线及“一带一路”沿线国家埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴轻轨一期工程等现代有轨电车项目设计中应用。运营情况表明,有轨电车埋入式轨道结构、扣件系统和槽型轨道岔状态良好。利用该项目的研究成果,自应用以来累计产生直接经济效益5000余万元,随着应用的推广,其潜在的经济和社会效益将更加显著。
本项目研究成果发表论文13篇,获授权发明专利1项,实用新型专利6项,培养硕士9人,相关成果纳入四川省地方标准《成都现代有轨电车工程设计规范》(DB510100/T 206-2016)。通过该项目的系统研究,提高了我国在现代有轨电车轨道系统设计方面的认识,完善了我国现代有轨电车轨道系统设计理论和技术体系。