高速铁路钢轨打磨技术理论及应用研究

Rail corrugation is a major defect of high speed passenger dedicated lines and directly related to the safety of the operation of high speed railway. Rail grinding is an effective track maintenance method to combat with rail corrugation. The theory of applying rail grinding on high speed railways remains open a question. Based on the monitoring of the surface status of high speed rail and wheels of China, this project proposes to establish a vehicle-track coupled dynamic model for high speed trains and a dynamic model for grinding trains operating on high speed lines. The established model will be used to study the relationship between the wear of rail and wheel and the dymanic behavior of high speed trains and track. Grinding strategy, including grinding profiles, grinding limits, grinding cycle, grinding speed, etc. that is suit for the high speed railways of China will be proposed and subjected to laboratory verification. The proposed grinding theory could form a technical foundation for the establishing of China's grinding standard on high speed railways. The results of this project are of theoretical and practical value for the safety and long term benefit of high speed railways of China.

钢轨波磨是目前我国高速客运专线线路钢轨的主要病害，直接关系到高速铁路的运营安全。钢轨打磨技术是线路养护维修的重要手段，其在高速线路上的理论及其应用研究是当前亟需解决的课题。本项目拟在现场跟踪测试我国高速轮轨表面状态的基础上，建立高速车辆轨道耦合系统动力学模型和高速线路钢轨打磨列车动力学模型，研究高速轮轨磨耗与高速列车-轨道动力学性能之间的关系，提出适合我国高速线路的钢轨打磨策略，包括打磨型面、打磨限值、打磨周期、打磨速度等，并得到实验室和现场试验的验证，从而构建高速钢轨打磨技术理论，为制定我国高速钢轨打磨技术标准提供理论依据。本项目研究对确保我国高速铁路长期运营安全和效益具有重大的理论与实际意义。

钢轨波磨是目前我国高速客运专线线路钢轨的主要病害，直接关系到高速铁路的运营安全。钢轨打磨技术作为线路轨道养护维修的重要手段，其在高速钢轨的打磨理论及应用研究是当前亟需解决的课题。.项目针对我国高速铁路钢轨波磨这一主要病害和世界性难题，系统开展了高速钢轨打磨技术理论及应用研究。主要研究内容如下：（1）跟踪测试了高速钢轨波磨和车轮多边形磨耗的发展规律与形成机理；（2）分析了GMC-96B钢轨打磨列车的振动特性，开展了钢轨打磨列车动力学行为研究；（3）研究了高速铁路钢轨打磨型面设计及打磨模式，设计了波磨地段钢轨打磨廓形设计方案，构建了高速铁路钢轨打磨工艺参数及打磨模板；（4）研究了高速钢轨打磨过程中的界面行为，阐明了钢轨高速打磨机理及参数优化；（5）开展了高速线路钢轨打磨技术试验研究，验证了打磨对列车振动与噪声控制的有效性，为制定高速铁路钢轨打磨技术标准提供了重要的技术支撑。.项目研究建立了高速钢轨打磨列车动力学模型，设计了波磨地段高速钢轨打磨廓形，优化了高速铁路钢轨打磨工艺参数及打磨模式，阐明了钢轨高速打磨机理，揭示了钢轨打磨廓形的轮轨关系容差性能，构建并完善了我国高速铁路钢轨打磨技术理论体系。研究成果在沪蓉高铁渝利段、贵广客专、成绵乐客专、兰渝客专、成灌快铁等高速线路上开展了钢轨打磨试验及应用。研究成果为延长高速铁路钢轨使用寿命及保障高速列车运行安全提供了重要的理论保障和维护技术。.项目发表（含接收）论文28篇，其中SCI论文11篇、EI论文7篇；申请发明专利2项（授权1项）、授权实用新型专利1项，登记软件著作权1项；培养博士生2名、硕士生8名（优秀硕士论文2人），参加国际学术会议3人次、国内学术会议4人次；论文获第七届四川省博士专家论坛三等奖和四川省机械工程学会第二届学术年会优秀论文二等奖。项目第一主研王文健荣获第十三届四川省青年科技奖并入选四川省学术和技术带头人后备人选。