铁路轨道加强部件弹性轨撑研发与应用

轨撑是铁路曲线和长大坡度地段的重要轨道加强部件之一。经现场调研,既有轨撑结构存在局部刚度不均匀、调整性差、类型多等问题。既有结构的刚度不均匀会导致部分扣件不起横向支撑作用,给轨道带来较大的冲击,造成轨道状态恶劣,而调整性差则引起轨撑与轨腰间离缝、不密贴,长期使用会对轨枕和钢轨带来伤损,不利于工务运营维修。结合重载铁路、客货共线及其他铁路现场使用的需求,研制了50,60,75 kg/m专线系列钢轨用弹性轨撑,采用整体式结构,轨撑与轨腰完全贴合,增大接触面,提升抗横向性能。轨撑侧面镶嵌(硫化)弹性橡胶或聚氨酯材料,避免和钢轨硬接触,适当释放位移保证弹性,减轻轨撑抵靠钢轨轨腰带来的磨耗和伤损问题。采用有限元方法建立弹性轨撑实体模型,理论分析弹性轨撑方案受力规律,确定合理的技术参数。另制定弹性轨撑组装试验测试方法和技术要求,相同条件下与国铁弹条Ⅱ型扣件进行室内对比试验,经测试各项指标均达到预期效果,性能安全可靠。为验证弹性轨撑的实际应用效果,选取曲线半径为400 m的小半径曲线段进行现场试铺并进行观测,相关数据表明弹性轨撑能有效抵抗钢轨承受的异常横向荷载,轨距变化率小,达到设计要求,可保证列车安全运行,具有良好的推广应用价值。

环境激励下基于相关函数的脉冲响应函数重构

在白噪声激励下,结构响应的相关函数作为脉冲响应函数的近似可以进行模态参数辨识,但其物理意义始终缺乏明确解释;相比于脉冲响应函数,基于相关函数的辨识缺少了模态参与因子或者说质量信息,这也是工况模态分析(OMA)方法的主要缺陷。简要回顾了复模态下的自然激励技术原理,证明了白噪声激励下位移响应的相关函数等价于系统在特定初始条件下的自由响应,给出相应初始条件的计算方法;进一步提出了一种系统质量分布的辨识方法,并藉此重构得到系统脉冲响应函数。讨论了相关函数误差与信号时长及激励带宽之间的关系。通过仿真和试验验证了所得结论。

基于BIM技术的铁路轨道正向设计系统研究

为解决铁路工程专业间协同设计难度大、专业内构件关系复杂多样、信息模型难以跨阶段应用等诸多问题,阐述了BIM技术在轨道工程领域取得的研究成果,通过构建专业接口实现模型、线路计算模型、轨道结构参照关系模型,将轨道结构设计流程进行数字化表达,依托Bentley平台OpenRail Designer基础软件,研发了“以模型为载体、以数据来驱动”的铁路轨道正向设计系统,系统包含项目设置、数据管理、接口设计、轨道设计、轨道建模、模型应用和拓展应用等七大模块。研究结果表明:该系统实现了上下序专业间的模型级协同设计及轨道结构的参数化建模,软件使用流程契合轨道设计工作流程,轨道信息模型为设计、施工、运维等项目阶段的应用提供信息载体,大幅提高了轨道设计的质量和效率。