桥墩温度变化对桥上道岔动力特性的影响

道岔是铁路线路的薄弱环节,是影响行车平稳性与安全性的关键设备。随着我国西南山区铁路的建设,不可避免出现大量高墩大跨桥梁,温度作用下相邻高墩差将引起轨道不平顺,从而影响桥上无砟道岔的动力特性。为研究温度作用下相邻桥墩高度差对连续梁上道岔动力特性的影响规律,以某(40+56+40)m变宽连续梁上18号道岔为研究对象,采用UM软件和ANSYS联合仿真,建立列车-道岔-桥梁耦合系统动力学模型,研究温度作用下桥墩变形引起的轨道变形对道岔动力特性的影响规律。结果表明:桥墩升降温对钢轨竖向变形影响较大,当相邻桥墩高度差为29.5 m,桥墩温度变化为30℃时,钢轨最大竖向变形为20.97 mm,出现在桥墩最高处;桥墩高差仅对车体垂向振动加速度有影响,对轮轨力、车辆安全性、平稳性和道岔变形基本无影响;桥墩升温30℃时,高速列车以385 km/h速度直向通过道岔时车体振动加速度从0.05 m/s^(2)增大至0.13 m/s^(2),高速列车以90 km/h速度侧向通过道岔时加速度从0.04 m/s^(2)增大至0.10 m/s^(2);桥墩降温30℃时,高速列车以385 km/h速度直向通过道岔时车体振动加速度从0.05 m/s^(2)增大至0.12 m/s^(2),高速列车以90 km/h速度侧向通过道岔时加速度从0.04 m/s^(2)增大至0.10 m/s^(2);当相邻桥墩高度差为29.5 m时,桥上无砟道岔系统的动力特性指标均满足规范限值要求。

高原大日温差环境下跨区间无缝线路研究

研究目的:本文利用无缝道岔稳定性公式和有限元方法对高原大日温差某车站无缝道岔的稳定性和力学性能进行理论计算,分析在年温差70℃左右、日温差40℃左右局部温度骤变的高原环境下铺设跨区间无缝线路的可能性,并对该车站及两端区间轨道进行跨区间无缝线路设计。采用胶冻结接头的方式消灭道岔和缓冲区有缝钢轨接头,在西藏地区第一次铺设桥上无缝道岔,一站两区间实现了跨区间无缝线路。通过一年时间在线监测和安全运营,积累了大量高原大日温差跨区间无缝线路可靠数据和运营经验。研究结论:(1)验证了在年温差70℃左右、日温差40℃左右局部温度骤变的高原环境下铺设跨区间无缝线路是可行的;(2)胶冻结接头作为跨区间无缝线路钢轨连接方式是可行的,可为既有非无缝线路无缝化提供又一个技术方向;(3)在大日差局部温度骤变的高原环境下,跨区间无缝线路养护关键是无缝道岔,一定要注意道岔的轨道几何形位状态和尖轨、心轨的位移,出现不良状态时及时加强养护。

基于FASTSIM和TRIAL算法的轮轨切向接触模型研究

为简化轮轨接触切向计算,基于FASTSIM算法和TRIAL算法提出了一种新的非赫兹切向算法。考虑到FASTSIM算法中不真实的抛物线边界,提出的算法采用椭圆接触边界,显著提高了切应力的计算精度,解决了非赫兹接触条件下蠕滑力不饱和的问题。以CONTACT模型为参考,通过大量轮轨接触工况,验证了提出模型的计算精度、效率与稳健性。该模型可以被进一步应用于车辆-轨道动力学与轮轨损伤计算中。

高原无砟轨道混凝土抗裂性能提升技术研究

研究目的:高原铁路沿线低气压、低湿度、大温差的环境特点极易引起无砟轨道道床混凝土早期开裂,为提升高原铁路无砟轨道道床混凝土抗裂性能,本文研究骨料级配、内养护剂以及高原引气剂对无砟轨道道床混凝土收缩开裂的影响。研究结论:(1)调整骨料级配、掺入内养护材料与掺入高原引气剂均可提升混凝土在高原环境下的抗裂性能,具体表现为延长混凝土圆环开裂时间,降低道床混凝土裂纹数量和最大裂纹宽度;(2)内养护材料与高原引气剂复合使用时混凝土抗裂性能最佳,其道床板裂纹数量较基准组下降75.4%,最大裂纹宽度由0.45 mm减小至0.22 mm,其次为掺入内养护材料、掺入高原引气剂、调整骨料级配;(3)基于试验结果,本文建议高原极端环境道床混凝土的抗裂性能提升技术为:砂率35%~40%,小石比0.25~0.28,粉煤灰20%~25%,膨胀剂8%,内养护剂0.15%~0.25%,高原引气剂0.02%;(4)本研究成果可为高原极端环境下的无砟轨道道床混凝土抗裂性能研究提供参考。

委内瑞拉北部铁路用WT-1型扣件试验研究

研究目的:为了验证委内瑞拉北部铁路用WT-1型扣件系统的各项性能是否符合其设计技术条件,本文参照《铁路应用-轨道-扣件系统试验方法》(EN 13146:2002),对WT-1型扣件系统进行纵向阻力、抗扭弯矩、绝缘电阻等系列验证试验。研究结论:(1)试验组扣件的纵向阻力为11.3 kN,夹紧力为20.64 kN;(2)试验组扣件的抗扭弯矩大于48.7 kN·m/rad;(3)经过300万次的疲劳试验,试验组扣件的平均动刚度、平均垂向静刚度、纵向阻力及夹紧力的变化值分别为16.62%、12.5%、11.5%和9.2%;(4)试验组扣件的组装电阻为31.42 kΩ;(5)经过300 h盐雾试验,试验组扣件可拆卸、无损坏、能重新组装;(6)试验组扣件预埋套管可承受至少60 kN的荷载作用,且螺栓孔周围混凝土未发现裂纹;(7)试验结果均满足《铁路设备-轨道-扣件系统的性能要求第2部分:混凝土轨枕的扣件系统》(EN 13481-2:2002)的各项要求;(8)本文研究结果可以为有砟轨道扣件系统的设计和试验提供一定的参考。

高速铁路无砟轨道拨接技术研究

无砟轨道的钢筋混凝土道床具有良好的结构纵横向稳定性、刚度均匀、轨道几何形位保持能力强等优点,保证了高速列车平稳运行,但无砟轨道拨接对施工时间和精度要求较苛刻。某车站基础病害整治设计分析比选了无砟、有砟轨道拨接多个方案,最终采用无砟轨道钢制承轨台拨接方案。对该拨接方案的轨道部件进行仿真计算分析,确保了该方案设计安全可靠。经过精心施工,实现了高速铁路无砟轨道在4.5h天窗内成功拨接,当天便开行了高速动车组;确保了基础病害整治期间,不影响客运专线运量。整治完成后,正线在天窗时间内回拨复位,在72h内高速动车组实现了300km/h达速运行。

无缝线路稳定的铁摩辛柯能量法分析

利用铁摩辛柯能量法推导无缝线路稳定性计算公式。将轨道视为一根具有一定横向刚度铺设在连续弹性介质(道床)的有限长梁。在临界温度压力作用下,具有初始不平顺的钢轨产生微小的横向变形,且处于微弯平衡状态。根据钢轨应变能增量与外力功的改变相等,直接运用铁摩辛柯能量法,推导出临界温度压力计算公式,编写相应的计算程序,计算具体算例,获得与统一公式计算接近的结果。将曲线半径、道床横向阻力、弹性弯曲矢度、塑性弯曲矢度等参数取不同值代入计算程序,得出各种参数变化对无缝线路稳定性的影响。并据此提出线路养护工作中保证稳定的重要原则。

注浆固结帷幕及锚拉钢管桩在支护工程的应用

通过工程实例 ,说明了在饱和圆砾层基坑边坡中使用高压注浆固结帷幕锚拉钢管桩固砂阻水和基坑支护的可行性 。

遂渝线无砟轨道设计

研究目的:通过遂渝线无砟轨道设计,解决成段铺设无砟轨道的技术难题,供高速铁路无砟轨道设计和施工参考。研究结果:运用先进的理念对板式轨道(包括普通板、框架板、预应力板)和双块式无砟轨道的构造、材料及钢筋混凝土的裂纹进行了详细设计,并提出了解决当前无砟轨道技术难题的方法。

简支梁桥上无砟无缝道岔设计研究

海口东站在简支梁桥上铺设无砟无缝的道岔,是国内首次在简支梁桥上铺设单开无缝无砟道岔。在设计过程中作了专门的静态和动态仿真计算,根据分析结果完成了设计,并在海东线联调联试期间对桥上道岔进行了动、静态现场试验观测。取得的大量数据表明,海口东站桥上无砟道岔完全满足海东线的设计要求。通过海口东站简支梁桥上铺设无砟无缝道岔的工程实例详细分析,初步提出了桥上铺设无砟无缝道岔应注意的事项。

高速铁路预制轨道板合理水养方法研究

轨道板脱模水中养护期间水化反应还在激烈进行,此时板的温度很高,且混凝土强度尚未形成,板在进行水养时若水温控制不当,则会导致轨道板产生初始缺陷。因此,本文以CRTSⅢ型普通钢筋混凝土轨道板为研究对象,开展现场试验,对轨道板水养过程温度及水养池水温进行实时动态监测,明确轨道板在水养过程中所承受的温度荷载,并建立有限元模型,分析轨道板在水养过程中在温度、水压力等荷载作用下的应力应变,探讨水养过程水温的合适范围,研究冬季施工水养方法。结果表明:(1)水养时轨道板会承受约5℃～7℃的整体降温荷载及100℃/m的温度梯度荷载;(2)在相同的水养条件下,整体温降相对于温度梯度对轨道板拉应力影响更大;(3)当作用在轨道板上的整体温降(温差)超过10℃时,轨道板最大拉应大于此时龄期混凝土的抗拉强度,需要提高水养水温;(4)冬季施工时宜采用逐步降低水温方法进行养护。

高速铁路大跨度钢桥上树脂枕轨道方案研究

研究目的：为了研究树脂轨枕应用于高速铁路大跨度钢桥上的可行性,采用有限元方法建立树脂枕轨道结构模型,根据钢轨位移、应力、弯矩、扣件安装空间以及轨枕与桥梁间的连接空间等方面的要求,对树脂轨枕的高度、宽度、长度、支承间距、缓冲垫层刚度等进行分析研究,提出适合高速铁路大跨度钢桥上树脂轨枕的合理参数取值。研究结论：（1）轨枕宽度主要取决于其经济性和扣件安装空间,取200-300 mm即可满足轨道使用的力学要求;（2）轨枕高度对轨枕弯曲应力有较大影响,为保证部件可靠性,建议轨枕高度取210 mm及以上;（3）枕下横向支点间距对轨道刚度、轨枕弯矩、动态轨距变化量影响很大,树脂轨枕的支点应尽量贴近钢轨中心线,避免轨枕支点力作用在两支点间的悬空部分;（4）枕下缓冲垫层刚度对轨道垂向位移影响较大,为了防止轨枕的垂向位移过大,垫层刚度应保证在750 kN/mm及以上;（5）该研究结果可应用于高速铁路大跨度桥上轻型轨道结构设计中,为类似工程提供参考。

委内瑞拉Tinaco-Anaco铁路有砟道床厚度研究

研究目的:过薄的道床厚度不能满足轨道结构承载能力的要求,而过高的道床厚度将增加建设成本,如何选择一个合理的道床厚度设计值在海外EPC工程中显得尤为重要,本文根据委内瑞拉Tinaco-Anaco铁路设计运营条件,以道床的累积残余变形速率作为轨道几何状态恶化及养护维修工作量的评估指标,不仅从路基基床表面承载能力和轨道整体刚度方面,而且还从后期养护维修的方面,研究比较四种不同道床厚度的优劣,从而选择一个最佳的道床厚度设计值。研究结论:(1)轨道整体刚度是随着道床厚度的增加而增加,但增加幅度很小,道床厚度对轨道减振和弹性没有大的影响;(2)随着道床厚度增大,路基表面应力减小,道砟厚度为350 mm时,路基面应力只有0.12 MPa,安全系数已达到1.5;(3)随着道床厚度的增大,道床振动加速度减小,道床累积变形速率随之减小,在其他条件不变的情况下,道床厚度从250 mm增加到350 mm,道床累积变形速率减小66.12%,这将极大地减少轨道养护维修工作量,延长道床使用寿命;(4)建议委内瑞拉Tinaco-Anaco铁路道床厚度为350 mm;(5)本文研究方法及结论可供类似工程参考。

考虑尖轨变截面廓形的轮轨接触与磨耗分析

为研究尖轨变截面对曲尖轨轮轨接触行为和磨耗分布的影响,提出了一种适用于道岔区的三维非对称接触几何算法,该算法可计算车轮与曲尖轨间的真实法向间隙.使用SIMPACK建立车辆-道岔多体动力学模型,获得仿真结果;利用考虑变截面的接触模型与英国谢菲尔大学提出的USFD磨耗模型计算曲尖轨磨耗.研究结果表明:1)以S1002CN车轮与12号道岔曲尖轨为例,轮对摇头角与尖轨变截面均会引起轮轨法向间隙沿接触斑纵向非对称分布,从而导致接触斑形状与应力沿接触斑纵向非对称分布;当摇头角为10 mrad,横移量为7.5 mm时,本文算法得到的接触斑面积比未考虑尖轨变截面和摇头角的简化算法所得结果大9.2%.2)以CRH3型车与12号曲尖轨道岔为研究对象,简化算法得到的最大磨耗深度为本文算法所得结果的0.75倍.

委内瑞拉北部铁路Tinaco-Anaco段轨枕选型

介绍委内瑞拉既有铁路轨道概况,总结分析国内外主型轨枕结构参数和发展趋势。在此基础上,采用轨枕承载能力、轨枕所提供的道床横向阻力2个主要指标,对比分析我国Ⅲ型有挡肩混凝土轨枕和业主要求采用的DI-WIDAG COOPER E70轨枕。对比分析结果表明,Ⅲ型有挡肩混凝土轨枕各项指标均优于E-70型轨枕,能更好地适应高速、客货共线的运营要求。

静水作用下板式无砟轨道CA砂浆力学性能变化

水泥乳化沥青砂浆(简称CA砂浆)是高速铁路板式无砟轨道的关键功能材料,位于轨道板与底板之间,起支承、调整、减振的作用。文章通过试验,研究了水作用下不同配合比CA砂浆的力学性能变化,并对其原因进行了分析。结果发现长时间浸泡将显著降低CA砂浆的抗压强度,且沥青含量越高,降低幅度越大;但长时间浸泡作用下CA砂浆并未出现沥青流失现象;研究还发现CA砂浆存在干湿循环后脆化的现象,其中低弹模CA砂浆6轮干湿循环后折压比由0.70降低至0.51,电子扫描显微镜(SEM)的分析结果表明沥青膜脱水收缩以及水泥持续水化是导致该现象的原因。

弹条材质对扣件性能参数的影响分析

为了研究弹条材质对扣件性能参数的影响,采用双线性随动强化模型,分段线性近似描述弹条材质的应力-应变关系,对SKL14弹条的扣压力-位移特性曲线进行了仿真计算,并分析不同材质对弹条性能参数的影响。研究结果表明:弹条的最大应力出现在弹条与轨距挡板接触的小圆弧处,主要表现为扭转和弯曲变形。采用38Si7材质的弹条在13mm位移的标准工作状态下,最大应力为1160MPa,已接近弹条的容许应力,尽管满足使用要求,但强度富余量不大;若采用60Si2MnA材质的弹条,则强度富余量增加7.93%,扣压力增加4.87%,残余变形值减小31.45%,建议WT扣件弹条材质可考虑采用60Si2MnA。

城市轨道交通噪声控制的探讨

分析了城市轨道交通中噪声产生的原因 ,并从控制噪声源、隔离传播途径等方面 ,提出了在城市轨道交通中降低噪声的措施 。

薄导体板中的涡流及涡流损耗

应用电磁场理论讨论了薄导体平板中的涡流、磁场分布及由涡流引起的损耗 .

WT-1型扣件轨距挡板受力分析及试验研究

采用双线性随动强化模型,分段线性近似描述轨距挡板材质的应力-应变关系,对新设计的WT-1型扣件的轨距挡板进行受力分析,并开展了室内扣件组装疲劳试验和室外上道试验。结果表明:轨距挡板螺栓孔壁越厚,该处抗压能力越强;轨距挡板最大应力出现在沿线路方向的螺栓孔处。室内和室外试验表明轨距挡板轨距保持能力强,使用状态良好。