接缝弱化后纵连板式无砟轨道温度效应研究

目前,纵连板式无砟轨道夏季高温胀板问题严重。高温产生的巨大温度应力导致轨道结构发生众多病害,其中,轨道板上拱尤为严重,已威胁高速列车的运营安全。为有效释放结构内部的温度应力,减少病害发生,通过建立设有弹性填充层的纵连板式无砟轨道计算模型,引入内聚力单元和混凝土损伤塑性本构,探讨两种节段长度及不同弹性模量下,整体温升作用时,宽窄接缝弱化对轨道结构应力、变形及损伤的影响。研究表明:(1)设置弹性填充层后,轨道板和接缝的纵向应力均得到一定程度释放,但会伴随着发生局部偏心和应力增加;(2)弹性填充层的设置会使接缝、轨道板和层间界面损伤产生的临界温升降低,结构损伤较大时,轨道板和接缝的应力释放会受到限制,并且弹性填充层附近也会产生一定上拱增量;(3)两种节段长度下,损伤和应力释放量均会随着弹性模量降低逐渐增大,因此,节段长度为4块板时,弹性填充层弹性模量选取建议高于1775 MPa并低于3550 MPa,节段长度为3块板时,弹性填充层弹性模量选取建议高于355 MPa并低于1775 MPa;(4)两种节段长度下,随着弹性模量降低,轨道板和钢轨最大上拱增量逐渐增大,对于钢轨,两种节段长度下的竖向位移均在规范允许范围内。

铁路带状CORS的VRS内插模型研究

针对铁路带状CORS系统存在的网外收敛速度慢、定位精度低的问题,本文对3种VRS的大气延迟内插模型,即最小二乘配置模型、距离相关内插模型和线性内插模型进行了误差仿真分析。真结果显示,在带状网型中,LSC模型的抗差性能最佳,其次为DIM模型,LIM模型则表现最差。然后基于某高速铁路CORS网络的GNSS观测数据,3种模型进行了实证测试,结果与仿真相吻合。具体为,LSC/DIM/LIM模型的定位精度在水平方向约为3.0、5.3、14.1 cm,高程为3.5、6.8、43.1 cm。LSC模型最适用于带状网络VRS定位。此外,本研究可为铁路CORS系统的精化提供参考。

高速铁路解锁后纵连式无砟轨道纵向温度应力及界面损伤研究

针对持续高温作用下纵连板式无砟轨道结构因温度应力过大而产生严重病害的问题,提出部分解锁方案以释放其温度应力。为量化解锁后轨道结构温度应力的释放效果并探究其释放原理,建立部分解锁后CRTSⅡ板式无砟轨道数值计算模型,分析整体温升作用下层间界面损伤的演化规律和部分解锁后轨道结构对温度应力的释放效果。研究表明:整体温升作用下,由于解锁后轨道板和底座板纵向位移差较大,导致轨道结构层间损伤、离缝产生的临界整体温升较低;解锁后轨道结构层间离缝产生的临界整体温升为13℃。由于纵连板式无砟轨道结构体系的转变,且层间黏结强度随整体温升的升高而降低,解锁后轨道板和宽窄接缝的温度应力得到了部分释放;当整体温升为50℃时,轨道板纵向应力最大释放量可达17.5 MPa,相比于解锁前下降了95.5%;宽窄接缝纵向应力释放量最大可达17.35 MPa,相比于解锁前下降了95.3%。随整体温升的不断升高,层间界面损伤不断扩展,轨道板纵向约束减弱,故纵向应力反而降低;解锁后宽窄接缝温度应力随整体温升的变化规律受层间离缝面积影响,其随着整体温升升高呈先增大后减小再增加趋势。

京沪高铁标准示范线建设成果应用及发展趋势研究

京沪高铁作为我国高铁发展的标准示范线和改革创新发展的排头兵,对我国高铁创新发展具有充分示范引领作用。总结京沪高铁工程建设阶段、标准示范线建设阶段、标准示范线深化建设阶段,在提升高铁安全、运营、维护、服务、经营等方面取得的一系列重大技术创新成果及其推广应用,分析提出京沪高铁推进数字化、智能化发展的未来趋势,聚焦提质增能创效,以数字化智能化技术与京沪高铁业务深度融合为主线,推动安全管理、设备设施、运营管理、站车服务、经营开发等业务领域的智能化应用,为中国国家铁路集团有限公司数字铁路发展及全路既有高铁智能化升级提供典型示范。

基于CEEMDAN的多路径实时修正模型研究

在北斗变形监测应用中,多路径误差显著影响监测精度。传统方法如小波分析和经验模态分解(EMD)在提取多路径误差信号过程中,常受模态混叠等问题影响,限制了多路径误差改正精度的提升。将完全自适应噪声集合经验模态分解算法(CEEMDAN)引入北斗监测,实现多路径误差信号的有效提取,并借助半天球模型对多路径误差进行实时改正。实验结果显示,在DOY(123~129)期间,该模型显著提高坐标序列精度:均方根误差(RMS)在水平北向由0.83 cm改善至0.09 cm,水平东向由1.05 cm改善至0.13 cm,高程方向由7.27 cm改善至0.35 cm。此外,通过利用7天的半天球模型内插DOY 130的数据,验证了该方法的实时性和有效性,实现水平精度优于0.15 cm、高程精度优于0.35 cm的改正效果,RMS改善率在水平和高程方向分别优于93.5%和95.5%。

高铁北斗基准控制网构建及优化方法

目前高铁工程测量控制网采用传统测量方式进行建设和维护时,存在投入成本高、测量周期长的问题,提出基于北斗连续运行基准站构建高铁北斗基准控制网的方案。针对铁路控制网条带状分布特征,提出综合利用外部基准站点进行融合构网,并通过站点筛选、基线长度控制以及局部网型调整等流程对融合后的站网进行优化。以京沪高铁徐州—南京区段为例,以网型系数以及提供的差分数据服务质量为评价指标,验证了优化方法的效果。优化后的网型剔除了结构异常的三角网,将网型系数最小值由0.04提高到0.32,差分数据服务的固定率由83.6%提高到92.2%,内符合精度也由3.6cm提高到2.3cm,同时减少约31%的外部站点接入,有效降低了接入成本。

基于轨检大数据的京沪高铁道岔状态评估整治技术及应用

京沪高铁共计铺设266组正线道岔,随着服役年限的延长,其结构健康状态逐渐劣化,亟须对其进行系统性评估并开展专项整治,以提高道岔服役状态,保障行车安全平稳。以京沪高铁正线CN道岔为研究对象,提出了基于轨检大数据的京沪高铁道岔状态评估整治技术,利用高速综合检测列车所采集轨道动态检测数据,通过大数据技术对其轨道几何状态进行智能化分析评估。以TQI-T指标为重要参考依据,科学制定道岔整治计划,并融合动、静态轨道几何数据,基于道岔区动、静态2步精调方法对道岔几何线形进行专项整治。通过选取试验区段开展试用及对比分析,试用段内全部正线道岔TQI-T指标均值由4.9 mm降至4.5 mm,其中开展整治作业道岔TQI-T均值由5.2 mm降至4.2 mm。经整治后道岔区列车通过平稳性有效改善,证明所提出方法能够有效改善道岔区几何平顺性并提高列车通过平稳性。

不同基础上CRTS Ⅱ型无砟轨道的温度效应分析

研究目的:下部基础中桥梁、路基和路桥过渡段对高速铁路无砟轨道结构性能有着重要的影响,因此分析不同下部基础对CRTSⅡ型板式无砟轨道内温度场分布的影响尤为关键。本文基于无砟轨道现场的半年温度监测数据,对比分析简支箱梁、路基和路桥过渡段三种基础上CRTSⅡ型板式无砟轨道内温度和温度梯度变化特征。研究结论:(1)半年内过渡段上无砟轨道内温度的非高斯性和非平稳性更显著,路基上非高斯性最差;四个特殊温度日,最高温度日的轨道内温度变化幅值最显著,而最大温差日的轨道内温度梯度变化幅值最大;(2)对于不同下部基础,过渡段轨道的温度变化和温度梯度变化最显著,其次是路基和桥上轨道的温度变化;(3)不同基础上轨道板的温度、路基土体的温度与环境温度呈明显的非线性关系,二次多项式拟合函数可表征轨道板内温度与环境温度的关系;桥上轨道的拟合优度R2为0.803,高于过渡段(0.752)和路基(0.635)上的;(4)本文研究可为高速铁路无砟轨道长期服役性能评估提供重要的温度实测数据。

高速铁路连续运行GNSS带状控制网特性及其影响分析

铁路工程控制网三网合一,采用GNSS连续运行参考站方式建网是发展的趋势。为满足高速铁路控制网高精度解算需求,本文以京沪高速铁路控制网为例,深入分析网型结构、观测时长、站间距离、卫星星座等因素对GNSS带状控制网特性及数据处理的影响。实验表明:增加带状控制网的测站密度可以改善控制网整体解算质量;结合基线解算质量、约束平差后的坐标点位精度和不同网型的误差特性来看,控制网解算质量随站间距离增加而降低,且增加观测时长,一定程度能够改善带状控制网的解算质量;采用北斗星座数据对带状控制网进行解算,其解算精度与GPS相当。

连续式无砟轨道上拱评估方法

以CRTSⅡ型板式无砟轨道为例,利用有限元法及混凝土伤损理论,建立静力学非线性空间耦合模型,分析不同工况下轨道板上拱情况,提出基于轨面高低变化量和轨-板高差变化量的轨道板上拱评估方法,推导建立了利用轨面高低变化量、轨-板高差变化量和整体升温幅度判别离缝宽度的数学表达关系式。结果表明:轨面高低变化量与离缝宽度呈线性关系,轨-板高差变化量与离缝宽度呈二次非线性关系;当离缝宽度较小时,整体升温幅度不作为敏感指标;离缝宽度2 mm时,轨面高低变化量、轨-板高差变化量分别为1.3、0.8 mm;离缝宽度3 mm时,轨面高低变化量、轨-板高差变化量分别为2.0、1.1 mm。

大吨位箱梁落梁时的失稳分析

介绍客运专线大吨位双线整孔箱梁高位现浇后落梁过程中的下落距离确定和失稳分析,得出了落梁允许距离及稳定条件,为以后此类工程的施工提供参考。

纵连板式无砟轨道台后锚固体系超量变形原因与整治

由摩擦板及端刺结构组成的台后锚固体系的稳定性对保证纵连板式轨道结构整体稳定性意义重大。某纵连板式高速铁路线路的台后锚固结构随季节温度变化出现超量伸缩变形,并诱发轨道结构上拱。为探明台后锚固结构出现异常变形的原因,本文采用冲击回波法对台后锚固结构与基床土体间的脱空情况进行检测,发现其局部脱空情况明显。为恢复台后锚固体系锚固力,研究提出静压注浆填充锚固结构与路基土体间脱空并对松散基床土体进行挤密和渗透加固的病害整治技术方案,并配套研发出了粒径小、流变性好、凝结硬化快、结石强度高的活性粒子浆体,可实现在低压作业条件下密实填充脱空区域,进而有效恢复台后锚固结构的稳定性能。

高速铁路结构耐久性能分析与设计方法

针对高速铁路结构的特点,介绍了目前对其耐久性分析和设计的主要方法,总结了其中存在的问题和不足之处,探讨了未来高速铁路结构耐久性能分析方法的发展方向,有利于高效、科学地发展高速铁路交通事业。

高速铁路运营期沉降监测数据管理系统研发

随着高速铁路运营监测数据量的逐年递增,传统数据管理方式存在数据的管理查询难度大的问题。针对这一问题,本文通过总结高速铁路运营监测数据管理经验及项目实际需求,从技术选型、框架设计及模块研发三个方面论述了高速铁路运营期间沉降监测数据管理系统的研究开发过程。通过项目应用试验证明,该系统能够实现多维度数据管理及分析,为高速铁路运营部门提供直观可靠的数据支撑。