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科技论文

轨道交通接触轨道的故障模式和影响因素

1、轨道交通接触轨的概念及现状


轨道交通接触轨道的概念和现状得到了充分的理论研究和实践检验。国内外学者对接触轨道故障的模式、影响因素及其对轨道交通系统的影响进行了广泛的研究。同时,通过大量的实际操作,工程技术人员在轨道交通接触轨道的设计、生产、安装和维护方面积累了丰富的经验。在实践中,为了提高接触轨道的使用寿命和安全性,地方交通部门采取了加强接触轨道检测、维护和更换、提高车辆质量、加强技术培训等一系列措施。这些措施在一定程度上降低了接触轨道的故障率,延长了接触轨道的使用寿命,提高了轨道交通系统的安全性和运行效率。同时,各种新材料的应用也为接触轨道的设计和生产提供了更多的选择。对轨道交通接触轨道故障的分析和研究,不仅有助于提高轨道交通系统的安全和运行效率,而且为未来轨道交通的发展提供了更科学合理的技术支持和管理措施。


二、轨道交通接触轨失效模式分析


(一)磨损失效


磨损故障是轨道交通接触轨道的常见故障模式,但其危害程度往往被忽视。轨道交通接触轨道的磨损主要来自于车辆与轨道之间的长期摩擦。在城市轨道交通的高强度、高频运行条件下,轨道交通接触轨道的磨损速度较快。车辆行驶里程、速度、重量、轮轴几何形状和轮轴轨距都会影响接触轨道的磨损程度。此外,接触轨道和接触线材料的硬度、强度和表面粗糙度也会影响磨损故障。过度磨损会导致接触面形状的变化,接触面间隙增加,从而增加接触电阻,影响供电质量和安全运行。


(2)腐蚀失效


在城市轨道交通车辆的运行过程中,接触轨道往往面临着复杂的环境条件和不可预测的污染物,导致其容易受到腐蚀。由于城市轨道交通车辆经常在地下、高架桥等潮湿环境中运行,接触轨道的基础和接触杆的暴露表面容易受到雨水、雾霾等潮湿因素的影响,导致腐蚀失效。腐蚀失效会导致接触轨道表面出现凹坑、孔洞等缺陷,从而影响接触轨道的供电质量和安全运行。针对这一问题,城市轨道交通管理部门通常采取定期检查和清洁的方法,以减缓接触轨道的腐蚀速度,提高接触轨道的使用寿命和安全性能。


(3)疲劳和断裂失效


疲劳故障和断裂故障是轨道交通接触轨道的两种重要故障模式。在实际操作过程中,由于材料质量、制造工艺、安装质量等因素,这两种故障模式的频率也较高。疲劳故障通常是由接触轨道的质量问题或安装不当引起的。在长期运行过程中,由于应力集中、裂纹扩展等原因,接触轨道可能会出现疲劳故障。例如,在一些轨道交通线路的弯道上,由于列车的侧向力会导致接触轨道的应力集中,从而导致接触轨道的疲劳故障。断裂故障是指接触轨道或接触杆在某个位置断裂,通常是由于材料疲劳寿命达到极限或接触轨道安装不当造成的。这种故障模式的出现将给列车和乘客带来更大的安全风险,因此必须及时检测和维护。


三、影响轨道交通接触轨安全运行的主要因素


(1)外部环境因素


在实际运行过程中,轨道交通接触轨道往往受到强风、暴雨、沙尘暴、大雪等恶劣天气的影响。这些天气条件容易导致接触轨道表面积累大量污垢和杂物,影响车辆与接触轨道之间的电气接触效果,加速接触轨道的故障。此外,在潮湿的气候条件下,接触轨道的铁表面容易生锈,导致接触轨道表面的电阻增大,从而影响轨道交通车辆的正常供电。在实际运行中,应加强接触轨道表面的清洁和保护,以提高接触轨道的使用寿命和安全性能。还可以利用现代技术手段对接触轨道的表面状态进行实时监测和预警,及时发现和处理表面缺陷和故障,确保轨道交通的安全运行。


(2)车辆质量因素


车辆的质量、轨道间隙、轮径、轴载荷等因素都会影响接触轨道的磨损程度。例如,在轨道交通车辆运行过程中,车辆的轨道间隙过小,轮径过大,轴载荷过重,会加速接触轨道的磨损,缩短接触轨道的使用寿命。此外,车辆的质量也会影响接触轨道的安全运行。当车辆质量不达标,存在设计缺陷或生产质量问题时,会增加接触轨道故障的风险,对轨道交通的运行安全和经济效益产生负面影响。因此,为了保证接触轨道的安全运行,需要加强车辆的质量监督检测,控制轨道间隙、轮径、轴载荷等参数在合理范围内,降低接触轨道的磨损程度,延长接触轨道的使用寿命。


(3)维护管理因素


在实际操作中,定期检查、维护、维护等维护措施是保证接触轨道正常运行的必要手段。例如,轨道交通运行单位应定期清洁和抛光接触轨道表面,以减少污垢和杂物的积累,避免影响接触轨道的导电性能和安全性。同时,还应加强车辆的维护和检查,定期检查车辆的轮径、轴载荷等参数,及时更换或维护损坏的车辆部件,减少车辆对接触轨道的损坏,降低接触轨道故障的可能性。此外,运营单位还应加强对接触轨道的管理和监控,建立完善的接触轨道检测机制和应急预案,确保问题及时发现并采取有效措施,确保轨道交通的正常运行。


结束语


本文分析了轨道交通接触轨道的故障模式和影响因素。磨损故障、腐蚀故障、疲劳故障和断裂故障是轨道交通接触轨道的主要故障模式,外部环境因素、车辆质量因素和维护管理因素是影响轨道交通接触轨道安全运行的主要因素。维护管理是保证轨道交通接触轨道安全运行的重要保证,应加强轨道交通接触轨道的定期检查、维护和维护。还需要进一步研究,提高轨道交通接触轨道的可靠性和安全性,为城市轨道交通的可持续发展提供坚实的技术支持。


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