道路与铁道方向开题报告[精选].doc

石 家 庄 铁 道 大 学 攻 读 硕 士 学 位 研究生选题报告及论文工作计划 研 究 生 学 号 论 文 题 目 重载运输条件下无缝线路钢轨 应力状态实时监控技术研究 专 业 道路与铁道工程 研 究 方 向 高速铁路与公路施工及监测技术 指 导 教 师 职称 教授 入 学 日 期 2011-9 选题报告日期 2011-10-31 1 选题的意义 重载铁路有着非常高的效率和效益。在常规铁路充满竞争、投资不足、又需不断提高性能应付各种挑战时，重载铁路蒸蒸日上，以优异的特性为铁路的发展带来新的生机，已成为世界各国铁路运输发展的方向，也是我国加速提高铁路运输能力的主要途径。加快煤运通道建设和既有线扩能改造力度，形成运力强大、组织先进、功能完善的煤炭运输系统是我国《中长期铁路网规划》的重要发展内容之一。要保证重载铁路高效、安全地运营，组成重载铁路系统的各要素必须保持高标准，加之我国特有的高行车密度，这对我国重载铁路技术提出了更高的要求。 加快煤运通道建设和既有线扩能改造力度，形成运力强大、组织先进、功能完善的煤炭运输系统是我国《中长期铁路网规划》的重要发展内容之一。要保证重载铁路高效、安全地运营，组成重载铁路系统的各要素必须保持高标准，加之我国特有的高行车密度，这对我国重载铁路技术提出了更高的要求。 无缝线路既是轨道结构技术进步的重要标志，也是当今世界高速、重载铁路轨道结构的最佳选择。无缝线路的综合技术经济效果突出，已为世界各国铁路实践所证实。无缝线路可延长钢轨使用寿命，减少养护维修劳力和材料，减少列车运行能耗。同时，铺设无缝线路的附加费用较少。 但无缝线路把接头焊接起来，钢轨无法自由伸缩。同时无缝线路长轨条受到扣件阻力和道床阻力的约束，当轨温发生变化时，在长钢轨中就会产生轴向温度力。轨温上升，长轨条中产生轴向压力；轨温下降，长轨条中产生轴向拉力。%～60%列车延误和安全事故是由钢轨应力状态不良造成的。在重载铁路发达的美国，20%脱轨事故是由无缝线路温度应力引起的断轨和胀轨造成的。因此，为了保证无缝线路安全运行，无缝线路长钢轨中的温度力。美国重载铁路公司美国联合太平洋铁路公司重载线路温差大的地方装了100多个温度应力监控设备。重载铁路发达的澳大利亚进行钢轨铺设和焊接时，在线路上每隔50安装温度应力监控设备，监控钢轨温度应力，并根据监测数据来确定在夏季列车行车速度，保证线路运行安全。泛开展纵向力测定仪和测定方法的研究，有以下几种： 直接测量钢轨变形这类方法所采用的仪器有机械变位计、电阻丝变形计等； （2）音响弹性测量法声音放射法检测因应力改变音频放射情况，通过标定确定应力大小巴克豪森法应用因应力使巴克豪森噪音发生状况变化的现象，来测定应力的方法；）X射线法应用应力随调射线反射而发生变化的原理测定应力量值）超声波应期运行表面材质硬化）；并采用容易拆装的卡具安装测定器）导磁率测定法应用应力使磁性体的导磁率发生变化的现象来测定钢轨纵向力。这一测定方法德国和日本曾进行研究，但因钢轨残余应力及轨道上的动力电流的电磁影响，很难测得纵向力的绝对值。国内北方交通大学易大斌教授经长期研究，采取测量磁性体的导磁率增量来确定无缝线路锁定轨温从而排除上述钢轨残余应力等的影响，使该测定方法近于实用在平面或立面上施加集中力并测定钢轨挠度计算求得力 匈牙利和美国铁路曾采用这种方法确定无缝线路纵向力P。1990年美国联邦铁路局把这一项目列入安全研究计划，通过研究，加载车，在运营线上进行无缝线路纵向力的测定。近，英国Vortok公司开发了一种称为Verse的长钢轨锁定轨温测量装置(也称温度应力测量器)。这种装置在测试前需将约20～30m长轨道的扣件松开。该仪器利用传感器测量对钢轨的拉力，并测量钢轨的位移。根据位移和拉力的大小计算钢轨中的温度应力。根据介绍，钢轨的残余应力不影响测量结果，测量精度为0.2，测量标准差1.3 。英国、美国、芬兰、意大利和加拿大的一些铁路公司使用了这一测量装置。中国铁道科学研究院也仿制了类似的仪器。 测定钢轨挠度L计算求得纵向力钢轨轴应力测定仪 日本力ネコ计测工业株式会社试制的钢轨轴应力测定仪，由钢轨长度测定器、演算记录装置、钢轨温度测定器、测针、测定用台座所构成。在钢轨铺设前处于自由状态，在钢轨上安装测针，测定两点间距、钢轨温度、测定器温度，并把