市域快轨梯形轨枕无砟轨道在线实测及分析

总结分析2023年在国家铁道试验中心环行线完成的最高时速220km/h条件下,市域快轨梯形轨枕无砟轨道相对于普通有砟轨道的安全性、平稳性及减振效果等测试方案及测试结果。测试列车为8辆编组CRH380AJ综合检测车,测试指标包括:脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力等安全性及稳定性指标,钢轨及轨枕垂、横向动态位移等变形指标,钢轨垂、横向振动加速度等振动特性指标,以及距线路中心线3.5 m处路基表面的减振效果等。测试结果表明:市域快轨梯形轨枕无砟轨道的各项指标均低于相关规范标准限值,且与有砟轨道相近,表明市域快轨梯形轨枕在安全性、稳定性及钢轨振动特性方面可满足220 km/h速度级应用要求;市域快轨梯形轨枕无砟轨道相对于普通有砟轨道的减振效果按不同计权方式分别为3.3~5.1 dB、4.4~6.8 dB。本次测试成果可为市域快轨及城际铁路轨道减振技术应用提供借鉴与参考。

64m下承式钢桁结合梁的动力性能试验研究

下承式钢桁结合梁刚度大,可采用有砟桥面,行车噪声小,乘客舒适度高。通过测试64 m下承式钢桁结合梁的自振特性和动力响应测试,分析在动载作用下桥梁结构的工作状态,判断列车通过时桥梁的安全性。

京沪高速铁路淮河特大桥96m系杆拱动力性能试验研究

系杆拱桥是一种集拱与梁的优点于一身的桥型,它将拱与梁两种基本结构形式组合在一起,共同承受荷载。为评估京沪高速铁路淮河特大桥96 m系杆拱的动力性能,检验列车通过时的平稳性,对96 m系杆拱的自振特性和动车组以各种速度通过桥梁时的动力响应进行测试。试验数据表明,该结构形式具有足够的竖向和横向刚度,动力性能良好,能够满足动车组最高350 km/h运行平稳性要求。

(40+56+40)m预应力混凝土连续槽形梁动力性能试验研究

槽形梁因具有建筑高度低,结构轻巧,腹板可以隔音等优点,开始在高速铁路桥梁中应用。本文对比分析了(40+56+40)m连续槽形梁和(40+56+40)m连续箱形梁的自振特性,以及动车组以各种速度通过桥梁时的动力响应指标,包括梁端竖向转角、挠跨比、竖横向振幅、动应变及动力系数和竖向振动加速度。结果表明,连续槽形梁结构动力性能良好,能够适应高速列车运营的要求。

激光多普勒远程测试仪在高速铁路桥梁挠度测试中的应用

阐述一种基于多普勒效应的激光多普勒远程测试仪的工作原理、硬件组成和使用方法。应用该设备对运营高速铁路32 m简支梁和大跨度连续梁挠度进行了现场测试。应用结果表明,使用该设备操作简便,测试精度高,能够满足工程测量精度要求。测试系统适用性强,可以测试跨越江河、峡谷或铁路的桥梁挠度;响应频率范围宽,能够完成高速铁路桥梁不同梁型、不同跨度,不同列车运行速度下的挠度测试。

时速200～250km高速铁路桥梁动力性能试验研究

基于近年来在我国开展的多条高速铁路桥梁动力性能试验研究,对设计速度200～250km/h的常用跨度简支梁桥以及连续梁桥的自振特性、刚度参数、梁体动力响应以及动车组通过桥梁时的安全性和平稳性试验结果进行系统总结和规律分析,研究结果表明:①高速铁路桥梁具有足够的竖、横向刚度,能够满足动车组200～250km/h高速运行要求;②现有高速铁路设计规范通过控制简支梁的竖向自振频率,避开了由移动荷载列对桥梁产生的竖向加载频率,有效控制了梁体竖向共振发生,但在特定车速下会产生超谐共振;③常用跨度混凝土简支梁横向自振频率与列车横向强振频率相差较远,不会产生横向共振现象;④在现有桥梁刚度条件下,连续等跨布置简支梁对高速动车组的运行安全性和平稳性没有影响。

V型墩连续刚构桥动力性能试验研究

某客运专线桥梁部分孔跨采用(48+80+48)m V型墩连续刚构跨越既有高速公路,为评价该桥的动力性能,进行了动力性能测试。测试CRH2C型动车组以不同速度通过时桥梁的自振特性和动力响应,分析桥梁在动载作用下的工作状态。试验结果表明,在动车组激励下,部分跨中横向振幅出现峰值效应,桥梁横、竖向刚度均满足相关规范和设计文件要求,动力性能良好。

钢—混凝土连续结合梁动力性能试验研究

通过对合宁铁路钢—混凝土连续结合梁动力性能试验,测试钢—混凝土连续结合梁的自振特性和CRH2动车组、120 km/h试验货车和160 km/h试验客车通过时的动力响应。试验结果表明,钢—混连续结合梁可以满足这3种列车通过时的安全性要求;梁体的竖向、横向自振频率、跨中挠跨比、梁端转角、挠度、应变动力系数、跨中横向振幅、墩顶横向振幅、竖向加速度、支座横向动位移均符合相关规范和设计的要求。

大准铁路32m预应力混凝土梁桥横向动力性能试验研究

根据大准铁路32 m预应力混凝土梁桥的实测横向振动数据,综合分析了32 m预应力混凝土梁桥的横向动力性能。结果表明:32 m预应力混凝土梁桥的横向振动在很大程度上是由于桥墩的振动引起的,而桥墩横向振动与货列的激励频率、桥墩的自振特性有关,当墩高大于20 m时,由于其有载自振频率低,在货列重车速度较低下就可能导致横向共振现象。

我国高速铁路桥梁动态测试技术的新进展

根据铁路桥梁测试技术实践经验,提出模块化、自动化、无线网络化、实时化是高速铁路桥梁动态测试技术的发展趋势。阐述集数据自动采集、远程无线传输和数据处理一体化的铁路桥梁动态测试系统,对其传感系统、采集系统、供电系统、远程控制系统、无线传输系统、数据后处理系统的作用、原理、精度、可靠性等方面进行分析。高速铁路桥梁动态测试技术能够满足高速铁路桥梁动态试验对精度、量程、灵敏度、频响特性、稳定性等测试要求。

提速条件下32m下承钢板梁综合动力性能的安全性评价

沪宁线加固后的32m下承钢板梁的综合动力性能试验，测试其在动车组以200～250km／h速度通过32m下承钢板梁时的动力响应和安全指标，主要包括钢梁自振特性、梁体动挠度、横向振幅、竖向振幅、横向及竖向加速度、墩顶横向振幅、端横梁的拼接纵梁位置处动挠度、支座位移、脱轨系数、轮重减载率和轮对横向力等，并结合已有相关规范，对实测结果进行安全性评价。测试结果表明：在动车组作用下，梁体自振频率、梁体跨中挠度、梁体横向振幅、墩顶横向振幅以及脱轨系数、轮重减载率和轮对横向力、端横梁的拼接纵梁位置处动挠度、主要杆件动力系数均符合相应规范要求，能够满足动车组以200-250km／h速度安全通过。

重载铁路引起地面振动的试验与分析

对重载铁路沿线在货物列车通过时引起的地面振动进行现场试验,测试了距离铁路7.5 m、15 m、30 m、60m、90 m处的地面横向和垂向振动速度,分析了振动速度的幅值和频率特性,得到货物列车引起地面振动的振源特性、传播特性以及轴重、列车速度与振动的关系。分析表明:货物列车引起的地面振动在5 Hz^10 Hz的范围内峰值明显;随着距离的增加,高频成分的衰减比低频更快。地面峰值振动速度(PPV)随着距离的增加呈幂函数衰减,在7.5m^15 m距离内振动峰值衰减显著。在7.5 m处横向和垂向峰值振动速度数值接近;在15 m及更远距离处,横向振动速度衰减比垂向振动速度快。地面横向、垂向峰值振动速度(PPV)随行车速度、列车轴重提高呈增大趋势。

城市轨道交通地下线振动源机理和频率特性

基于我国24个城市轨道交通地下线35个断面振动源的实测数据,分析了城市轨道交通地下线的振动源机理和时频特性,并利用钢轨、道床、隧道壁的实测振动数据识别车辆簧下质量和轨道耦合系统P2共振频率,导出扣件刚度;通过力锤敲击试验识别了轨道第1阶自振频率,导出扣件刚度。提出了P2共振和车轮磨耗激励频率是城市轨道交通环境振动和室内二次结构噪声的主要激励源之一,扣件垫板老化后刚度增大使P2共振频率提高,对二次结构噪声的贡献比对环境振动的贡献更为显著。Pined-Pined共振、轮轨粗糙度是城市轨道交通环境噪声和车内噪声的主要激励源。

时速300～350km高速铁路桥梁动力性能试验研究

基于近年来在我国开展的高速铁路桥梁动力性能试验,对设计速度300～350km·h-1高速铁路常用跨度混凝土桥梁以及部分特殊结构桥梁的自振频率、刚度参数及梁体动力响应等实测结果进行分析。结果表明:高速铁路常用跨度简支梁和连续梁的实测自振频率和刚度均满足规范限值要求,且有一定余量,有进一步优化的空间;高速铁路常用跨度混凝土桥梁以及部分特殊结构桥梁的动力响应实测值均较小,能够满足动车组300～350km·h-1高速运行要求;连续等跨布置32m简支梁的周期不平顺效应不明显;常用跨度简支梁不会产生横向共振现象,但在特定车速下会产生竖向超谐共振;常用跨度连续梁和特殊结构桥梁的竖向自振频率与动车组在特定车速下的竖向强振频率接近时,梁体竖向动力响应增大。

常用跨度无砟轨道铁路桥梁动力性能试验研究

通过遂渝线常用跨度无砟轨道铁路桥梁的动力性能试验,测试CRH2型动车组和120 km.h-1速度等级试验货物列车通过时的24和32 m预应力混凝土箱梁的自振特性和动力响应。试验结果表明,24和32 m箱梁可以满足这2种列车通过桥梁时的安全性要求;梁体的竖、横向自振频率符合相关规范要求。在这2种列车作用下,梁体跨中挠跨比、挠度动力系数、跨中横向振幅、跨中竖横向加速度、墩顶横向振幅、梁端转角、支座横向动位移、梁缝两侧钢轨支点的竖横向相对位移均符合相关规范要求,但是部分测点的梁体应变动力系数超出设计规范要求。梁体竖横向阻尼比和跨中竖向振幅也均正常。实测24,32 m箱梁跨中挠跨比分别为1/11436和1/12 386,但设计规范值和设计采用值只有1/1 200和1/4 000,且梁端转角只有规范要求的1/10左右,由此可见梁体竖向刚度设计过于保守。

清华大学精密仪器环境振动影响评价

清华大学东配楼内安装有多台精密仪器,为预测将来地铁15号线产生的振动影响,对该楼内、外的环境振动进行了现场测试(包括垂向和两个水平向的振动加速度、速度),分析和评价了铁路、地铁、公路产生的环境振动现状对精密仪器的影响和地面振动传播规律。当京包铁路、地铁13号线有列车通过时,三方向振动水平均不能满足Titan、Tecnai、JEM电镜和原子力显微镜的使用要求。当铁路和地铁均无列车通过、但存在公路交通时,Titan电镜垂向和南北水平向振动水平不能满足要求,但东西水平向满足要求;JEM电镜东西水平向振动水平轻度不满足要求,垂向和南北水平向满足要求;Tecnai电镜和原子力显微镜三方向均满足要求。楼外地面垂向和东西水平向的振动加速度峰值和有效值均随振源距离的增大而衰减,在距京包铁路200 m以外衰减逐渐趋缓。但是东西水平向振动(40 Hz以上)在距京包铁路约50～80 m范围存在放大区。

高速铁路桥梁联调联试进展

介绍我国高速铁路桥梁联调联试特点和进展,包括试验目的、试验内容、试验设备和技术、评价规范等,基于对高速铁路桥梁动力性能测试数据的不断积累,重点分析和总结高速铁路桥梁联调联试中主要参数和变化规律,形成一整套高速铁路桥梁动力性能评价标准,为我国高速铁路40 m大跨度简支箱梁的优化研究提供理论支撑。

铁路斜拉桥上动车组制动试验分析

研究目的:在主跨532 m的铁路钢桁梁斜拉桥上开展动车组制动试验(B5级、紧急)及启停试验,以期为研究动车组制动力及其传递特征、车-线-桥动力响应积累数据,并为确定铁路桥梁制动力荷载提供实桥验证和理论分析依据。研究结论:(1)动车组80 km/h紧急制动时车体最大加速度为0.157g、满级牵引时车体最大加速度为0.067g;(2)桥梁下弦杆纵向振幅最大值为0.41 mm、纵向加速度最大值为0.041 m/s^(2);(3)梁端处制动时支座纵向动位移变化明显,最大值为1.62 mm;(4)桥塔处制动时支座纵向动位移为结构整体变形、最大值为5.38 mm;(5)下行和上行侧梁缝、梁缝与支座、支座和阻尼器变形趋势一致,数值接近;(6)梁轨相对纵向动位移和钢轨纵向力小于规范限值;(7)本试验结果可为桥梁设计、运营性能评估提供参考。

铁路预制节段拼装简支梁静动力性能试验研究

我国在新建铁路中建造了一些预制混凝土节段胶拼梁桥,多为48、56、64 m简支箱梁结构形式。通过48 m预制混凝土节段胶拼简支箱梁的静动载试验,对节段胶拼简支梁结构的受力性能进行研究。结果表明:梁体实际竖向抗弯刚度大于设计刚度,抗裂性能满足规范要求;梁体跨中截面和胶接缝截面的应变变化符合平截面关系;梁体实测竖向自振频率、阻尼比、竖向动挠度、动力系数、桥面板竖向加速度和支座横向位移均满足规范和设计要求;48 m节段胶拼梁的动力性能满足25T型客车以速度140 km/h和23 t轴重货物列车以速度120 km/h运行时相关验收标准的要求。通过在桥面施加均布荷载的方式可以实现节段拼装简支箱梁的静载试验。

不同刚度的32m简支箱梁动力性能试验分析

研究目的:为研究不同刚度的高速铁路32 m简支箱梁在动车组列车作用下的工作状态,本文对6个图号的简支箱梁(优化前后的250 km/h有砟轨道、250 km/h无砟轨道、350 km/h无砟轨道)的实测梁体竖向挠跨比、自振频率及动车组作用下的动力响应数据进行分析。研究结论:(1)32 m箱梁自振频率和挠跨比实测值大于设计值,截面优化后的竖向刚度与优化前相比均有所降低;(2)在同一型号动车组作用下,箱梁振动数值大小与梁体刚度大小呈反比;(3)设计速度250 km/h无砟轨道箱梁横向和竖向振动实测值最大,350 km/h无砟轨道箱梁刚度大于250 km/h有砟轨道箱梁但竖向动力响应数值相当,无砟轨道箱梁振动数值大于有砟轨道;(4)同一图号的32 m简支箱梁,当动车组轴重增大、桥上线路不平顺时,桥梁竖向动力响应与线路平顺状态时相比明显增大,会发生超过通常值的现象;(5)本文研究可为桥梁车桥耦合仿真计算、设计优化、运营性能评估提供参考。