高速铁路箱梁-双块式轨道系统温度梯度研究

温度作用对高速铁路箱梁-轨道整体工作性能有重要影响,通过对我国东南地区某32m简支梁-CRTS I型双块式无砟轨道结构温度的持续监测,重点研究了箱梁-轨道系统日温度变化规律与竖向温度梯度分布规律,基于全年每测点16 560个数据,采用高阶矩法确定具有一定重现期的箱梁-轨道系统竖向温差代表值,提出了适用于我国东南地区箱梁-轨道系统的竖向温度梯度拟合模式.研究表明:可采用一阶傅里叶级数模拟结构晴天温度升降变化特征,拟合程度较高,同一季节拟合参数a、b、ω与φ自上而下逐渐减小,温度波动幅值a随深度增加趋近于0℃;不同季节各截面竖向晴天温度日变化特征基本一致,于11:00~21:00前后出现正温度梯度,于01:00~9:00前后出现负温度梯度;轨道-箱梁整体对应超越概率0.01的竖向正负温差代表值分别为14.87℃与-6.3℃,箱梁顶板对应超越概率0.01的正负温差代表值分别为13.74℃与-3.54℃,底板为2.38℃与-1.12℃,可采用指数对箱梁顶板竖向正负温差代表值进行拟合,其分布规律在形式上与中国铁路桥梁规范相接近,可采用线性形式对底板温差代表值进行拟合,两种拟合形式相关系数的平方均在0.99以上,可为规范修正与桥梁设计提供参考.

大跨铁路斜拉桥组合梁温度标准化监测及作用规律研究

为研究大跨铁路斜拉桥组合梁温度作用对桥梁结构的影响,本文依托新建沪苏湖铁路某大跨铁路斜拉桥工程,开展主桥组合梁温度分布规律的现场监测试验研究,分析大跨铁路斜拉桥组合梁温度传递规律,结果表明:组合梁于07:00达到最小负温度梯度,于15:00达到最大正温度梯度,距桥面板顶面400 mm范围内热传导规律明显;组合梁横向温度梯度于受太阳辐射影响的钢风嘴位置变化剧烈,双边箱横向温度变化幅值均匀;采用指数形式对竖向温度梯度拟合效果好,可供类似大跨铁路桥梁设计和标准化施工提供参考;正温度梯度作用下组合梁跨中竖向上拱为4.76 mm,混凝土板上缘最大压力为-3.5 MPa,负梯度作用下跨中竖向下挠值为-2.1 mm,混凝土板上缘最大压力为1.5 MPa。

洪水作用下高速铁路桥梁动力响应研究

为研究洪水作用对高速铁路桥梁结构动力响应的影响,以两跨不等墩高32 m高速铁路简支梁桥为研究对象,建立洪水作用下桥梁下部结构三维水动力分析模型和桥梁有限元模型,获得桥梁下部结构周围流场分布规律与流水压力荷载,探讨了洪水流速、高度和基础冲刷深度的变化对桥梁动力响应和桩基内力的影响规律。研究表明:(1)不同流速的洪水作用于桥梁下部结构时,周围流场的分布规律总体基本一致;(2)当洪水流速大于3 m/s时,下部结构所受的流水压力对桥梁结构的影响不可忽视,且该压力与洪水作用速度及高度呈正相关;(3)基础冲刷深度对下部结构受到的流水压力影响显著,但当承台裸露后,再增大基础冲刷深度时,流水压力增大不明显;(4)桥梁受到洪水冲击时,桥梁的动力响应随时间变化的总体规律基本一致,其响应具体表现为,墩顶横向加速度在冲击时间1.06 s时达到峰值,墩顶横向位移在冲击时间1.16 s时达到峰值,二者达到峰值后呈周期式迅速衰减,墩顶位移、加速度的峰值和最后稳定值以及桩基弯矩均随着洪水流速、高度的增加而增大;(5)随着基础冲刷深度的增加,桥梁动力响应和桩基弯矩均呈增大趋势,但桩基下部负弯矩区受基础冲刷深度影响更敏感。

基于高阶矩法的梁-轨系统温度作用代表值

提出了一种基于高阶矩法的结构温度统计方法,可避免传统方法拟合曲线求分布的不确定性,计算效率、精度高.基于我国华东一高铁桥梁长期监测数据,将箱梁和轨道作为整体,计算了其竖、横向温度和温差代表值,分析了温度云图和温差分布规律,研究了轨道结构对箱梁表面温度的遮盖效应.研究表明:结构年温度样本属中变异,分布规律平稳;高温标准值分别为35.4℃,38.15℃,竖向最大高温梯度分别为10.33℃,12.93℃;混凝土竖向有效导热长度约为60 cm,轨道遮盖可降低箱梁表面温度4.4℃.

基于局部离群因子的装配式梁横向联系病害监测分析

为快速筛查大规模装配式梁的横向联系病害,以某大型区域性桥梁集群监测系统中的32座装配式梁桥为背景,提出了一种基于局部离群因子的装配式梁横向联系病害识别方法。该方法通过对车致应变监测数据进行观测周期和统计周期的切分,提取同一截面测点的应变监测数据最大值集合及其二层统计值(最大值和中位数)集合,再遍历集合计算车致应变二层统计值的无量纲指标——局部离群因子,通过对比各单梁的局部离群因子与单位1的偏离程度分析该点位是否为离群点,实现病害的定位和量化。实桥检测验证了该方法对装配式梁横向联系病害快速识别的可靠性。基于该方法开发了大规模城市装配式梁集群横向联系病害自动分析程序,对监测系统装配式梁桥进行分析,结果显示该系统中有6座桥梁横向联系异常,横向联系的薄弱位置均为边梁和次边梁。

桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道温度作用取值研究

基于东南地区某高速铁路桥上曲线段CRTSⅡ型板式无砟轨道三年的实测温度数据,采用时间序列差分法将温度时程曲线趋势变化和短周期变化进行分解,得到轨道结构的均匀温度时程,并用傅里叶级数进行拟合,提出轨道结构均匀温度时程拟合表达式;考虑到常用的概率模型求取梯度极值忽略了尾部数据的影响,导致不同重现期梯度代表值计算存在一定误差,采用GPD数学模型对梯度尾部样本进行拟合与重现期估计,提出轨道结构现场实测最大温度梯度模式与对应100 a重现期的温度梯度拟合模式。研究表明:GPD模型可对尾部极值温度数据进行很好地拟合,预估不同概率需求的温度梯度作用值;轨道结构年均匀温度为21.38℃,年均温的变化幅值为11.3℃;采用GPD模型对轨道结构梯度100 a重现期代表值进行计算,截面Ⅱ顶底测点最大正温差的实测值与估计值分别为18.8、26.8℃,采用指数形式对结构竖向温度梯度实测最值与估计值进行拟合,拟合相关系数的平方均在0.98以上,可为无砟轨道结构温度作用取值提供参考。

水力采煤六十年发展回顾与展望

水力采煤具有系统装备简单、易于操作、机械化程度高、生产连续性和对地质条件的适应能力强等特点,只要煤层条件合适,就能充分发挥它的优势。六十年来,水力采煤技术一直在不适合综合机械化开采的急倾斜、不稳定煤层应用,取得了较好的经济技术效果。在此,对我国水力采煤六十年发展进行了全面、系统的总结,分析研究了新形势下水力采煤发展方向,并对水力采煤方法进行客观、公正地评价。

水采工作面无人落煤工艺与设备的研究

为了提高水采工作面装备水平,解决水枪返水伤人等安全隐患,采用远程液控水枪与视频监控技术,实现了工作面无人水力落煤,改善了工作面的安全条件和作业环境,为实现水采自动化奠定了基础。

水力掏槽液控水枪的研制

水力掏槽是近年来提高煤与瓦斯突出煤层掘进速度的新技术,其关键设备液控水枪是此项技术的关键。本文结合现场实际需要,就研制出的可远距离控制液控水枪的技术要求和设计原理进行了充分论述,以便得到广泛推广应用。

风云二号03批卫星空间环境监测器

风云二号卫星以自旋稳定方式工作于地球静止轨道,自1997年以来,01批与02批卫星空间环境监测器成功的业务运行获得了大量重要探测成果;在继承01批与02批产品研制技术的基础上,提高了03批空间环境监测器的探测性能指标和技术设计,更好地满足空间天气预警业务发展的新需求.本文对风云二号03批卫星空间环境监测器的新设计、关键技术研制和发射前的定标试验结果进行分析和讨论.

风云二号F星太阳X射线探测器在轨探测初步成果

风云二号系列卫星以自旋稳定方式工作于地球静止轨道,太阳X射线探测器是该系列卫星的重要有效载荷,监测太阳耀斑爆发过程,并对太阳质子事件等灾害性的空间天气事件进行预警.卫星自旋一周,该探测器完成一次全日面观测,记录太阳X射线的能谱与流量.2012年初,太阳活动进入第24周峰年,风云二号卫星太阳X射线探测器的在轨运行取得了良好的观测结果.相比于过去的太阳X射线探测器,风云二号F星的太阳X射线探测器应用了硅漂移探测(Silicon Drift Detector,SDD)技术,对GEO轨道海量的高能带电粒子采取了有效的屏蔽措施,可以对更"软"的X射线进行观测,能谱分辨率本领达到国际先进水平,对太阳耀斑的量化定级精度更高,在轨初步观测结果表明,精确的能谱探测能力可提高太阳质子事件预警能力,能道响应的时间特性比过去的探测数据更准确地反映了太阳耀斑的加热过程和带电粒子加速特性.本文介绍了风云二号F星太阳X射线探测器的设计及其发射前的标定试验结果,并且对发射后在轨运行获得的初步探测成果进行分析和讨论.

FY2G卫星新一代高能带电粒子探测器观测数据分析

风云二号系列卫星是我国开展动态空间天气事件和空间环境监测及预警业务的重要观测平台,各系列星上均安装有高能带电粒子探测仪器开展卫星轨道空间带电粒子辐射环境连续实时的动态监测.FY2G卫星于2015年1月发射,星上采用了全新的高能粒子探测器,包括：一台高能电子探测器可监测200keV-〉4 MeV的高能电子,一台高能质子重离子探测器可监测4-300 MeV的高能质子,从而实现对带电粒子更宽、更精细能谱的监测.本文给出了FY2G高能带电粒子探测器在2015年1月至2015年10月期间几起典型的带电粒子动态观测结果,结合太阳和地磁活动相关参数,对高能带电粒子通量在亚暴、磁暴和太阳爆发等扰动影响下细节变化过程和特征作出了较为详细的分析描述,展现了FY2G卫星高能带电粒子探测器对轨道空间粒子环境动态变化的准确响应能力,表明观测数据可开展更加精细的轨道粒子环境评估.针对FY2G高能带电粒子探测结果进一步开展了与GOES系列卫星同期观测的比对分析,结果反映出在较小的扰动条件下多星观测到的带电粒子响应和通量变化可基本趋于一致或保持相对稳定的偏差,而扰动条件的显著变化会加大多星观测带电粒子响应和通量变化的差异,这些结果可为今后开展多星数据同化应用提供参考,也为发展磁层对扰动响应的更加复杂的图像提供了新的可能.

基于探空火箭的朗缪尔探针方案设计

为研究中国低纬电离层垂直高度的精细结构,研发了一种以探空火箭为平台朗缪尔探针,用于就位测量电离层空间等离子体的特性参数及其扰动情况.本文分析了朗缪尔探针的任务需求和目标,并在朗缪尔探针基本测量原理的基础上,对朗缪尔探针基本测量方案进行了论证分析和设计,包括传感器形状、大小和表面镀层的选取设计,双探针的设计,扫描电压和工作模式的设计,及电子学测量电路的设计.本朗缪尔探针采用两路完全相同的球形探针,两路探针同步工作,各自独立完成测量.朗缪尔探针研制完成后,分别进行了信号模拟源测试和等离子体源测试:信号模拟源测试结果显示两路探针电子学工作状态良好,对微弱电流信号的响应具有很高的线性度;在等离子体模拟装置内对电子探针整机测试的初步结果表明该载荷可以正确测量等离子体的特性参数,能够满足科学探测的需求.

航天员受银河宇宙线辐射的剂量计算

在近地空间（LEO）和深空探测中,航天员遭受的辐射风险主要来自于银河宇宙线（GCR）照射.银河宇宙线的辐射剂量是航天员辐射风险评价的基础.国际放射防护委员会（ICRP）于2013年提出了新的航天员空间辐射剂量估算方法,以更准确给出空间重离子辐射的剂量.基于此方法,开发了宇宙线粒子在物质中输运的蒙特卡罗程序,并在程序中实现用中国成年男性人体数字模型来仿真航天员.采用该程序计算了粒子（Z=1~92）各向同性照射航天员时器官的通量-器官剂量转换因数,并估算出航天员在近地轨道空间受银河宇宙线辐射的剂量.

风云一号C星空间粒子成分探测器及SAA区粒子辐射实测分析

FY 1C星空间粒子成分探测器能够实现对质子能谱、电子积分通量及重离子成分的同时测量 .在第 2 3周太阳活动峰年期间 ,空间粒子成分探测器对 86 0km高度的南大西洋负磁异常区高能粒子辐射进行了长达 3年的连续探测 .本文根据实测结果 ,得出了南大西洋负磁异常区粒子辐射特征 。

高速铁路高墩极值温度变形研究

为研究极值温度作用模式下高墩-梁轨体系的温度变形,需要获得混凝土高墩在日照作用下产生极值温度分布规律。基于昌赣铁路客运专线某高墩桥梁一年的温度监测数据,采用广义帕累托模型和时间序列加法模型分别对高墩100年重现期的极值温差分量和均匀温度分量进行了估计,并采用负指数函数对沿壁厚方向的温差进行拟合,获得了高墩极值温度组合。然后,采用热-力耦合的三维有限元模型计算了极值温度组合下的温度变形。结果表明:桥墩的地理位置东西侧温差为23.62℃,南北侧温差为6.91℃,且沿壁厚方向满足负指数函数分布时,为温度作用最不利情况;年均匀温度方程可获得每日均匀温度取值,并得到100年重现期内最大均匀温度可达51.2℃,最低为-9.8℃;通过极值温差和均匀温度分量的组合,可计算高墩在极值温度作用下的温度变形,为高速铁路桥梁设计和运营期内温度变形计算提供参考。

地球同步轨道航天器太阳电池阵静电放电监测方法初探

对航天器运行环境和太阳电池阵的静电放电及其危害性进行了简要分析,提出一种实时在轨监测方法。采用测量航天器电源母线电流脉冲和放电产生电磁脉冲的方法对静电放电进行监测并初步定位。

半导体探测器及其在空间科学中的应用

阐述了空间辐射环境监测的意义 ,描述了由半导体探测器组成的望远镜系统在空间科学中的应用 。

二期载人航天空间粒子方向探测器

针对空间带电粒子各向异性分布,不同的入射方向,粒子的通量有数个量级的差异,提出安装在二期载人航天目标飞行器上的新一代空间粒子探测器——空间粒子方向探测器。该仪器为我国最新研制的多功能、小型化空间带电粒子探测器,首次实现了高能电子、质子能谱探测及180°方向的粒子通量测量。通过监测轨道空间各种带电粒子的区域分布、方向分布和能谱分布,以及时空变化,从而获得完整的空间高能带电粒子的辐射图像,建立载人航天轨道静态和初步动态粒子辐射模型。

FY-2卫星的空间环境数据接收及警报系统

介绍了FY-2卫星探测数据的流通过程及接收处理.首先在FY-2卫星及探测器系统中,环境探测数据被收集、调制并发射,再由地基数据接收及解调系统将数据信号放大、解调还原并发送,最后由数据处理及警报系统将数据接收处理、保存显示,并对太阳质子事件、X耀斑进行自动电话报警.该系统是保障航天器安全和提高抗辐照水平的重要手段.