列车脱轨诱因系统化定量分析及防控措施研究

列车脱轨事故在铁路运营中偶有发生,严重威胁着乘车人员生命财产安全.针对列车脱轨诱因对脱轨事故影响不明的问题,采用多元统计分析法对我国近年来发生的列车脱轨事件的诱因类型、脱轨时速、线路类型及车辆脱轨后特征展开系统化定量分析,明确了列车脱轨事故与影响因素及脱轨后危害程度之间的复杂交互关系,获得了脱轨事故诱因受脱轨时速度及线路类型影响规律.结果表明:山体滑坡、胀轨跑道、线路不平顺超限、制动失效、曲线超速等因素对列车脱轨敏感性最强;只有当脱轨速度达到40 km/h以上时,胀轨跑道及轨道不平顺超限才会导致列车脱轨;在各种线路类型中,直线段影响列车脱轨的因素最多;不同脱轨诱因、不同运行速度下,列车脱轨后的特征存在很大差异.研究成果可为针对性开展列车脱轨事故诱发机理及综合防控措施的研究提供参考.

基于综合指数法的无砟轨道配筋方案检算与分析

为优化无砟轨道配筋后结构受力的均衡性,基于综合指数法提出了轨道配筋检算评估方法,选取形状改变能密度与高斯曲率作为评价分量构造了量化的配筋检算指标;建立了无砟轨道配筋检算有限元模型,以CRTSⅢ型普通板式无砟轨道板配筋为例,研究了不同钢筋排布方式对无砟轨道板整体受力性能的影响.研究结果表明:相较传统应力变形指标,构建的综合指数指标能够凸显轨道板的不均匀受力区域;配筋时在轨下位置额外密布钢筋能够提升轨道板抵抗垂向车辆荷载的能力;局部配筋过于集中的方案会降低轨道板适应温度荷载的能力;在升温荷载作用下其轨道板端部的综合指数较最优工况时至少增大了1倍;综合来看,钢筋直径较大、排列稀疏的方案受力均衡性较差,无砟轨道板应选择钢筋直径较小、排列密布且轨下位置适当加密的配筋方案.

夏季极端日温作用下无砟轨道板端上拱变形演化

为研究日极端高温作用下无砟轨道板端上拱变形演化过程,以路基上CRTSII型板式无砟轨道为例建立计算模型,应用有限单元法,采用顺序热力耦合研究夏季极端日温作用下CRTSII型板式无砟轨道板端上拱变形演化过程,并分析纵连钢筋对板端上拱的影响。研究结果表明:在夏季极端高温天气下,轨道板最大正温梯可达100℃/m,最大负温梯可达24℃/m;轨道板受日照一侧出现横向正负温梯荷载交替,横向温度梯度最大值达到34℃/m;降温阶段轨道板板端和宽窄接缝黏结界面拉裂后轨道结构纵连效应减弱,在负温度梯度下轨道板板角发生翘曲位移;在升温阶段,轨道板板端和宽窄接缝界面受压闭合,板角翘曲变形导致轨道板板端偏心受压,加剧板端上拱;轨道板横向温度梯度对CA砂浆离缝影响较小;轨道板板端“弱纵连”后,当负温梯超过40℃/m时,轨道板板端翘曲变形较大,纵连钢筋存在附加弯矩作用,导致板端上拱位移进一步增大。

桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道温度力释放整治研究

研究目的:为从根本上解决CRTSⅡ型板式无砟轨道在冬季离缝夏季上拱问题,本文提出具有可行性的将纵连式轨道结构解锁成全单元结构的温度力释放方案,引入内聚力单元和混凝土损伤塑性本构建立无砟轨道温度力释放分析模型,分析不同整治方案的温度适应性,并设计全单元方案的纵横向限位方式。研究结论:(1)弱纵连方案存在轨道结构上拱病害隐患,不能有效地释放轨道结构的温度力;(2)全单元结构能够很好地适应极端温度条件,是一种可行的温度力释放方案;(3)采用全单元方案进行解锁后的轨道结构能够很好地保证横向稳定性,采取灌浆孔植入钢棒方式能保证良好的纵向稳定性;(4)本研究成果可为无砟轨道上拱病害整治提供借鉴和参考。