无缝线路原始弯曲的极值概率分析

文中阐明了无缝线路原始弯曲的极值概率模型及其统计分析方法，并基于大量的现场调查数据，确定了原始弯曲设计参数的取值。通过建立无缝线路稳定性平衡路径不可逆性的概念，分析了原始弯曲形成过程及其对无缝线路稳定性的影响，从而说明了确定无缝线路稳定性计算公式中原始弯曲参数的重要性。

高速铁路无缝道岔结构体系分析广义变分原理

无缝道岔是跨区间无缝线路的关键技术之一。世界上许多国家都非常重视无缝道岔设计理论的研究 ,并进行了大量的试验和理论研究 ,提出了不同的无缝道岔计算理论和方法 ,但到目前为止 ,还没有一种理论和方法得到公认。本文在继承现有试验成果的基础上 ,运用能量变分原理 ,提出了“铁路无缝道岔结构体系分析广义变分法”。将轨枕视为连续弹性基础上的有限长梁 ,对轨枕进行了受力分析 ,建立了钢轨轴向力和轨枕变形曲线的关系。在假设钢轨纵向位移函数的基础上 ,计算了无缝道岔结构体系各部分的能量 ,通过广义变分法建立了结构体系的平衡方程 ,最后用MonteCarlo法求解非线性方程组 。

客运专线轨道不平顺功率谱分析

轨道不平顺是车辆振动的主要激扰源,也是限制列车最高运行速度的主要因素之一,直接关系到列车运行的平稳性、安全性和舒适性。文章以秦沈客运专线轨检车实测轨道不平顺数据为统计样本,基于样本平稳性检验,采用FFT方法进行样本空间的谱估计,并由MATLAB编程得到轨道不平顺谱密度。基于轨道不平顺样本的总体平均,得出了谱密度频率平滑曲线和谱密度曲线拟合表达式,并与我国重载提速干线的谱密度曲线进行了对比分析。在此基础上,对秦沈客运专线的轨道状态进行了评估。

拟九次方铁路缓和曲线

分析了缓和曲线曲率二阶导数的函数结构形式,利用曲率二阶导数的赘余根式特性,提出了拟九次方缓和曲线,与同类型缓和曲线相比,显著降低了外轨超高度的最大顺坡率,有利于提高行车平稳性和安全性,也有利于缩短缓和曲线长度并节省投资。

广义变分原理在桥上无缝线路伸缩附加力计算中的应用

将广义变分原理应用于桥上无缝线路附加力的计算中,基于已有的试验及计算结果,先假设钢轨伸缩附加力函数,由此得到钢轨位移及梁轨相对位移函数。通过结构的边界和变形协调条件并运用广义变分法,再计算梁轨体系各部分的能量。建立结构体系的平衡方程,采用相应的软件编制计算程序,计算结果符合工程实际。

客运专线线路走向多目标决策分析

在对客运专线线路走向决策的特点进行深入细致分析的基础上,围绕客运专线线路走向方案优选系统的建立,开展了理论与应用研究工作;运用系统工程和软件工程理论与方法,采用数据仓库技术提出了客运专线线路走向方案优选系统中数据管理方法,并构造了相应的数据仓库结构以及客运专线线路走向方案优选系统功能结构,实现了客运专线线路基本走向决策支持系统关键技术;运用开发的"客运专线线路方案优选系统",实现计算机辅助进行成都至重庆客运专线线路走向方案的多目标决策分析。经反复筛选确定了成都至重庆客运专线线路走向的五个非劣方案,建立决策指标体系,进行权重计算和分析,确定了客运专线线路走向方案的优先顺序。

青藏铁路无缝线路试验段轨道参数试验

青藏铁路在技术可行地段铺设无缝线路,对于提高行车速度、减少线路养护维修、降低运营成本,实现铁道部铁路跨越式发展战略,具有十分重要的意义。详细介绍了道床横、纵向阻力与轨道原始弯曲的试验方法和数据整理分析过程,获得了合理取值。确定在青藏铁路格望段通过规范的轨道施工,可以达到铺设无缝线路设计参数的要求。另外,对青藏铁路轨道稳定性与钢轨强度进行了检算,并确定了锁定轨温。

高速铁路桥上无缝线路力学计算模型对比

高速铁路桥梁、墩台及荷载均具有很强的空间力学特性,平面力学模型不能很好反映上述工况,有着较大的局限性。在吸收前人研究成果的基础上,建立了梁、轨纵向相互作用三维有限元空间力学计算模型,以秦沈客运专线32 m多跨简支双线整孔箱形梁桥为例,对其进行了纵向力分析,并与传统平面力学模型进行了比较。对于伸缩附加力,平面模型与空间模型计算结果相差不大;对于挠曲附加力,平面模型与空间模型计算结果有较大的差别;当双线对称加载时,平面模型与空间模型制动附加力计算结果相差不大;在单线制动或双线对向制动时,平面模型的计算结果较多超过空间力学模型的计算结果,其计算结果是偏于保守的。对比分析表明空间力学模型更适宜于各种工况附加力的计算。

简支梁桥上无缝道岔温度力与位移影响因素分析

将道岔、梁和墩台视为一个系统,建立简支梁桥上无缝道岔的有限元模型。根据变分原理和“对号入座”法则建立有限元方程组。以铺设一组43号道岔的18跨32 m混凝土简支梁桥为例,研究影响简支梁桥上无缝道岔受力与位移的因素,如支座布置形式、轨温变化幅度、梁温差、扣件阻力、道床阻力、限位器间隙、岔枕刚度、限位器位置、梁跨长度和桥墩刚度等。计算结果表明,简支梁桥上无缝道岔在温度荷载作用下,钢轨温度力在限位器处和限位器前梁端处同时出现两个峰值;与桥上无缝线路相比,桥上无缝道岔桥墩处的最大受力显著增大;当梁与导轨同向伸缩时,岔区内钢轨位移较大;限位器应布置在梁跨中部;限位器间隙对桥上无缝道岔的受力与位移有双重影响;岔区内钢轨的受力与位移随桥墩刚度增大而减小;岔区内采用较大的扣件阻力和道床阻力,岔区外采用较小的扣件阻力和道床阻力,可以降低钢轨附加温度力。

高速铁路桥上无缝线路纵向附加力研究

采用实体单元模拟桥梁及桥梁墩台、空间梁单元模拟钢轨、弹簧单元模拟桥梁与墩台及轨道之间的连接,建立梁—轨纵向相互作用三维有限元空间力学模型。以丰沙线永定河单线铁路桥梁、秦沈线沙河双线铁路桥梁对其进行计算验证。以秦沈客运专线32 m多跨双线整孔简支箱型梁桥为例进行纵向力分析,研究结果表明:列车在桥上双线对开,钢轨挠曲附加力有明显增大;列车在桥上单线制动,四根钢轨的制动附加力有较大的差别;列车在桥上双线对向制动,相比单线制动,钢轨制动附加力有一定程度增大,但增大得并不多。

连续梁桥上无缝道岔伸缩力与位移计算

将钢轨和梁体视为杆单元,轨枕视为梁单元,扣件阻力、道床阻力和桥墩刚度视为弹簧单元,建立了计算连续梁桥上无缝道岔伸缩力与位移的有限元力学模型,根据变分原理和“对号入座”法则建立了模型求解的非线性方程组,分析了道岔设计参数对桥上无缝道岔伸缩力和位移的影响。研究结果表明:伸缩调节器布置在道岔的后端,连续梁固定墩的纵向力可降低43.2%;增加连续梁固定墩纵向刚度有利于减小钢轨位移;连续梁固定支座的位置对系统的受力与变形有双重影响,实际设计时应综合考虑。

板式无碴轨道用CA砂浆的关键技术

从对CA砂浆(水泥-沥青砂浆)垫层的要求出发,比较国产和日本的CA砂浆性能,阐述CA砂浆及专用乳化沥青的关键技术。我国的无碴轨道研究开发已经有了多年的基础,完成了一系列从试验室试验到现场试验、改进试验、再上道试验的过程,确立“从最终的使用性能要求出发”这一新概念进行CA砂浆的设计;通过对CA砂浆集料性质的反演,研究集料的特性,进行混合料设计和性能分析,确定新材料的合理配方;按照使用性能要求研究CA砂浆的质量检验方法。采用阳离子乳化剂进行沥青的乳化,增强合成材料的包容性;使用高分子聚合物材料作为添加剂进行沥青改性,改进沥青的结构—力学性能;设计适应不同温度地区使用的材料配方和添加剂;指出CA砂浆的制备和施工设备必须专业化,以满足大规模生产和施工时稳定CA砂浆质量的要求。建议从使用性能出发,建立CA砂浆的质量检验标准体系。

U71Mn50kg·m^(-1)普通碳素钢钢轨疲劳裂纹扩展速率试验研究

根据室内对U71Mn50kg·m-1普通碳素钢钢轨按三点弯曲标准进行的试验,测定该钢轨的疲劳裂纹扩展速率,即裂纹扩展深度a及其对应的循环次数N值。利用中值法求得裂纹扩展深度对循环次数的微分值。根据断裂理论求得相应的裂纹前沿应力强度因子幅度ΔK。根据Paris公式,对以上两值取自然对数进行线性回归分析,确定该公式中U71Mn50kg·m-1普通碳素钢钢轨疲劳裂纹扩展速率的两个材料常数C为3 8771×10-12,m为3 6343。

城市轨道交通网络规划决策系统研究

通过对城市轨道交通网络规划和铁路规划、城市交通规划理论和方法的研究和比较 ,分析并指出城市轨道交通网络规划方案的评价决策实际上是复杂的多目标决策问题。在此基础上 ,建立规划决策分层评价指标体系 ;提出决策矩阵规范化的有效方法 ;建立决策指标权重AHP计算模型和AHP TOPSIS优选模型 ,并建立决策分析系统和应用软件 ,给出了应用实例进行验证 ,证明本文建立的决策模型能利用全部信息 ,使那些仅能用文字描述的项目参加运算 ,且能使经验和理论结合起来。排序结果能够比较客观公正地符合城市轨道交通网络规划决策的实际情况 ,可以为城市轨道交通网络规划方案的评价及方案优选服务 ,避免因人为失误而造成的决策偏差。

青藏铁路无缝线路试验段轨道不平顺功率谱分析

以青藏铁路静态轨检车实测轨道不平顺数据为统计样本，基于样本平稳性检验，采用快速傅里叶变换方法进行样本空间的谱估计，并由MATLAB编程得到轨道不平顺谱密度。通过对比分析，发现青藏铁路无缝线路试验段建成1年多并通车近4个月以后，轨道高低、方向和轨距不平顺特征未发生明显改变，轨道状态基本稳定；试验段轨道状态良好，与我国一级干线轨道具有相似的平顺性特征；无缝线路轨道高低和方向2～4m短波不平顺优于有缝线路轨道。

小阻力扣件桥上无缝线路附加力

在铁路桥梁上铺设无缝线路 ,为了降低梁跨结构和钢轨之间的相互作用力 ,往往采用小阻力扣件。在有碴桥上无缝线路采用小阻力扣件 ,在钢轨、轨枕及梁跨结构三者之间将产生较明显相对位移 ,以往的计算模型没有考虑轨枕和钢轨相对位移的影响 ,与有碴轨道小阻力扣件桥上无缝线路工况存在较大偏差。在吸收国内外研究成果的基础上 ,建立了一种能综合考虑钢轨、轨枕、梁体三者相互作用的有碴轨道小阻力扣件桥上无缝线路附加力计算力学模型 ,给出了算例 ,对不同力学模型计算结果作了对比。计算结果表明 ,新模型计算结果要小于既有模型 ,对于柔性墩台结构 ,差异尤其明显。不考虑轨枕位移 ,该模型也适用于无碴轨道小阻力扣件桥上无缝线路附加力计算 ,相比有碴桥 。

客运专线新建线路轨道不平顺功率谱分析

通过对新建铁路轨道不平顺谱密度的分析,可以了解轨道平顺状态,有利于指导轨道施工和线路养护等作业。以秦沈客运专线轨检车实测轨道不平顺数据为统计样本,基于样本平稳性检验,采用FFT方法进行样本空间谱的估计,并由MATLAB编程得到轨道不平顺谱密度。基于轨道高低不平顺样本的总体平均,对所得到的谱密度进行频率平滑,并与我国一级铁路干线的谱密度曲线进行了对比分析。在此基础上,对秦沈客运专线的轨道状态进行了评估。

连续梁桥上无缝线路附加力研究

以往对钢轨、轨枕及梁跨结构三者之间产生相对位移的计算模型,没有考虑轨枕位移的影响。在吸收国内外研究成果的基础上,建立了考虑钢轨、轨枕、梁体相互作用的连续梁桥上无缝线路梁、轨相互作用力学模型,并用该模型分析连续梁桥上无缝线路附加力分布规律,对两种力学模型计算结果进行对比。结果表明,挠曲附加力及断轨力受扣件阻力影响很大,降低幅度最多,伸缩附加力受扣件阻力影响小些,降低幅度次之;制动附加与扣件阻力关系不大,钢轨断缝值受扣件阻力影响很大,降低扣件阻力将导致断缝增大。

直逆向过岔列车与桥上道岔耦合振动影响因素分析

针对桥上无缝道岔,运用有限单元法,建立钢轨-岔枕-桥梁弹簧-阻尼空间振动模型;运用弹性系统动力学总势能不变值原理及形成矩阵的"对号入座"法则建立列车-道岔-桥梁空间振动方程组;以温福客运专线田螺大桥为例,拟定桥上铺设了由2组38号道岔组成的单渡线,分析直逆向过岔时,列车运行速度、轨下垂向刚度、枕下垂向均布刚度、岔区垂向不平顺幅值及梁体高度等参数对列车-道岔-桥梁系统耦合振动的影响。研究结果表明:系统响应随列车速度和岔区垂向不平顺幅值增大、梁体高度减小而增加;轨下垂向刚度对系统不同的响应有不同的影响;道岔响应随枕下垂向均布刚度增大而降低。

青藏铁路道床质量状态参数试验研究

碎石道床是铁路有碴轨道结构的重要组成部分,其道床密实度、道床纵、横向阻力不仅是轨道结构分析的重要参数,并且与轨道几何形位劣化和轨道养护维修工作量有密切关系。在气候条件恶劣的青藏铁路,道床密实度、道床纵、横向阻力是否达到设计要求对于保持线路的稳定十分重要。介绍了青藏铁路无缝线路试验段道床密实度、道床纵、横向阻力的试验方法和数据整理分析过程,对道床密实度、道床纵、横向阻力的测定有一定的参考价值。测试结果表明,在青藏铁路,采用合理的施工工艺和方法,按基本作业流程进行施工,道床密实度、道床纵、横向阻力均满足规范要求。