波纹板加固技术在铁路病害涵洞中的应用研究

涵洞是铁路的重要组成部分,也是日常管养中最容易忽略的铁路设备,涵洞结构的劣化状况和受力性能直接影响线路的安全与稳定。针对提速改造条件下重载铁路涵洞出现的承载能力不足、沉降过大、错位和耐久性降低等诸多问题,基于有限元分析、试验检测和工程应用等方法,开展拼装波纹板加固涵洞机理分析、波纹板关键参数加固涵洞性能与敏感性分析,以及波纹板加固涵洞实际工程应用技术研究。研究结果表明:既有涵洞采用波纹板加固技术后,涵洞结构整体刚度显著提高,涵洞顶板受力和变形明显降低,加固效果较好;同样尺寸条件下,相对于矩形和三角形波纹板结构,采用圆弧形波纹板加固涵洞后,其顶板跨中最大竖向位移和最大应力值均能减小20%及以上,圆弧形波纹板具有更好的加固效果;主力组合荷载作用下,随波纹板波高和波距增加,波纹板Mises应力表现为逐渐减小趋势,且Mises应力与涵洞跨度基本成反比关系。16座涵洞现场实测结果表明,采用波纹板加固后,不同跨径盖板涵和框构涵受力和变形显著降低,跨中挠度及动应变较加固前降低幅度均超过40%,波纹板技术在重载铁路病害涵洞中具有较好的加固效果。

小半径曲线上P75钢轨打磨廓形设计及应用研究

以国内某重载铁路R400 m曲线P75钢轨为研究对象,建立了轮轨接触模型和轮径差曲线描述模型,选取代表性车轮踏面和钢轨廓形,采用轮径差曲线逆向求解法优化了轮轨接触区域钢轨廓形,并依据打磨量最小化原则设计得到了曲线钢轨打磨廓形。建立了实测参数下的车辆-轨道多体动力学仿真模型,对比分析了实测廓形和设计廓形匹配下的动力学指标。按钢轨廓形设计要求,在该R400 m曲线上实施了钢轨打磨试验和轮轨动力学测试。研究结果表明,优化后轮径差曲线趋于平滑,车辆曲线通过能力得到提高,抗脱轨能力得到保持;轮轨关系得到显著改善、轮轨接触点交叉跳跃和集中问题得到缓解;轮轨横向力减小20%以上,脱轨系数减小16%以上,钢轨法向接触应力减小32%以上,轮轨蠕滑力减小26%以上;实施打磨后,轮轨横向力减小34%以上,脱轨系数减小35%以上,钢轨振动加速度减小35%以上;打磨后3个月轨面疲劳伤损未见明显发展,钢轨使用寿命由前一换轨周期的8个月延长至13.5个月。仿真分析和打磨试验验证了钢轨廓形设计方法在重载铁路小半径曲线的应用效果。

基于风况预测误差自适应的海上风电场尾流偏转控制方法

风电场尾流偏转控制是降低尾流效应、提升整场发电量的重要手段。风况预测值是风电场尾流偏转控制的重要输入,其误差给实际控制效果带来巨大影响,甚至导致全场发电量“不增反降”,极大限制了风电场尾流偏转控制技术的工程应用。以某海上风电场实际运行数据为例,探索了分钟级风速和风向预测误差对风电场尾流偏转控制效果的影响,提出了风况预测误差自适应的海上风电场尾流偏转控制方法及基于深度神经网络的控制模型。研究结果表明:与不考虑风况预测误差自适应的传统风电场尾流偏转控制方法相比,所提方法的全场发电量提高了1.77%。

基于多目标函数的钢轨打磨廓形优选研究

针对CR400BF和CRH5动车组6~8 Hz主频车体抖动问题,从改善轮轨关系角度出发,分别建立车轮踏面和钢轨廓形样本库,通过确定目标函数和设置边界条件求解得到优选钢轨廓形。建立实参数车辆-轨道刚柔耦合动力学模型和轮轨接触弹塑性有限元模型,通过仿真分析对比优选钢轨廓形和60N廓形的等效锥度、动力学指标和轮轨接触应力。按优选钢轨廓形进行钢轨打磨试验,结果表明:优选钢轨廓形与磨耗车轮踏面匹配时轮轨关系改善,等效锥度小于上限值0.4;与不同磨耗车轮踏面匹配时,优选钢轨廓形动力学指标优于60N,且轮轨接触应力和打磨量均更小;按优选钢轨廓形进行钢轨打磨后,CR400BF、CRH5动车组舒适度、平稳性指标分别减小15.7%、13.1%以上,车体振动加速度主频消除。优选钢轨廓形可有效缓解CR400BF和CRH5动车组车体抖动,优选方法和实施流程可为相关问题研究提供参考。

气候变化影响下多年冻土区铁路路基热稳定性分析

全球气候变暖加剧了青藏高原气候暖湿化,威胁着高原铁路路基及下伏多年冻土的热稳定性,但以往研究缺乏综合考虑铁路沿线气候、多年冻土及路基稳定性的系统分析。针对这一研究的不足,基于铁路沿线气象和多年冻土路基地温监测数据,分析铁路沿线多年冻土区气温降水、天然场地年平均地温与天然上限、路基人为上限及路基左右路肩沉降变化,揭示气候暖湿化背景下铁路多年冻土路基热稳定性变化,为多年冻土区铁路建设和维护提供参考。结果表明:近20年来,铁路沿线年均气温和年均降水量的平均值分别增加了1.2℃和80mm;相较于2007年,2020年铁路沿线天然场地多年冻土年均地温平均升高0.1℃,多年冻土天然上限平均下降0.58 m,路基人为上限平均抬升2.34 m,路基左路肩平均沉降大于右路肩,存在阴阳坡效应。整体而言,铁路多年冻土路基状态稳定,运行状态良好,建设运营期间采取的一系列工程措施有效,但面向未来气候加剧变化趋势,应提前谋划多年冻土保护新技术。

一种新型煤与瓦斯突出物理模拟系统研制与应用

物理力学实验模拟是研究煤与瓦斯突出机理和发育规律的重要技术方法之一。研发一种新型煤与瓦斯突出模拟系统,旨在借助现有先进监测技术和装备,结合具体瓦斯地质模拟条件,开发出先进的实验设计方案,实现复杂场景下的煤与瓦斯突出现象模拟,助推煤与瓦斯突出机理研究。本模拟系统由应力加载子系统、实验箱体子系统、动力牵引子系统、气压控制子系统、诱突装备子系统、模拟巷道子系统和测控子系统7部分构成,在各个子系统设计过程中都不同程度地实现了技术方法提升,整个系统形成了标志性创新成果。模拟系统有如下特点:(1)完善了三轴同步连续非均匀加载技术装备的高载荷加/卸载功能。试件加载由X、Y和Z方向的10个独立压头完成,试件尺寸为400 mm×400 mm×1200 mm,载荷强度最大25 MPa,最大密闭气压6.0 MPa,上述10个压头中的任意个体可根据指令独立或同步完成行程内的加/卸载任务,并实现了水平应力分层加卸载。(2)形成了系统制样、装样、密封、加载一体化工艺。实验箱体为新型分体式结构,由动力牵引系统辅助实验箱体完成试件成型、应力加载和模拟材料搬运,且箱体结构平移量控制精准。(3)集成多种诱突技术于同一模拟平台,完成了包括箱体、突出窗口等多项技术装备功能创新,完成了动力诱突、二级爆破片联动诱突、变径钻进诱突等多种诱突技术及装备研制,且在动力诱突和变径钻进诱突技术装备上实现了原始创新,并经过了实验模拟验证。(4)实现了关键装置结构体的设计创新。双层钢板箱体缓解了同步加载的应力集中并提高箱体结构气密性,突出口的内腔设计提高了诱突效率,模拟巷道端头结构与管道“软包硬”结构设计提高了系统安全性,变径钻头结构实现了Rouleauxs triangle理论的工程化应用。(5)多元信息监测及数据融合实现了模拟测试的精准化。采用了先进的数据采集系统(应力、气压、温度等数据)和包括声发射、高速摄像机等监控技术装备,实现了煤与瓦斯突出的多元数据精准监测。(6)工程案例模拟证实了系统应用的可靠性。通过平煤“3·22”突出案例模拟,完成了系统功能的整体检验,并发现了突出过程中断层构造对地应力、气体压力和温度的影响规律,证实了本物理力学模拟系统性能可靠,可为煤与瓦斯突出机理研究提供平台支撑作用。

某在役重载铁路32 m预应力混凝土T梁后装声屏障适应性分析

随着我国货运铁路重载扩能运输的发展,大轴重、长编组引起的噪声污染日趋严重,后装声屏障已成为减小噪声污染的主要措施之一,但通过扩能改造提升的在役重载铁路桥梁原设计时并未考虑后装声屏障对桥梁结构的影响。为研究在重载铁路桥梁上后装声屏障的适应性,以在役铁路桥梁主梁型32 m简支T梁(专桥-2059A)为研究对象,采用数值模拟与结合现场实测桥梁现状分析的方法,基于不同荷载组合作用,开展T梁加装声屏障后主梁、声屏障与桥梁连接的位置及道砟槽板适应性分析,并对T梁翼缘板及声屏障结构的潜在薄弱位置进行破坏分析。研究结果表明:T梁加装声屏障后,主梁纵向强度受梁体L/8~L/4处抗剪控制,其中梁体L/8处抗剪安全系数为1.70,小于规范要求值1.80;声屏障与桥梁连接位置安全储备不足,其中,在最不利荷载组合作用下,挡砟墙钢筋应力超过容许值1.25倍、裂缝宽度超过容许值0.54 mm;道砟槽板在最不利荷载组合作用下,其钢筋应力安全储备剩余23.2%、裂缝宽度比规范容许值小0.07 mm。综合考虑3种分析,该类型T梁不宜后装声屏障;在最不利情况下,T梁及声屏障结构破坏顺序依次为预埋化学锚栓处、挡砟墙处、声屏障立柱与水平杆交接处、道砟槽板变高度处、翼缘板根部处。

基于“活血化瘀理论”针刺联合汤剂辅助急性脑梗死患者溶栓治疗的临床疗效

目的探究基于“活血化瘀理论”针刺联合汤剂辅助急性脑梗死患者溶栓治疗的临床疗效。方法选取该院2018年1月—2022年1月收治的200例急性脑梗死患者为研究对象,采用随机数字表法分为观察组100例与对照组100例。对照组给予常规溶栓治疗,观察组在此基础上联合使用汤剂合“活血化瘀理论”针刺治疗。观察两组患者临床疗效与预后不良事件发生。结果观察组临床总有效率为93.00%(93/100),显著高于对照组82.00%(82/100)(χ^(2)=5.531,P=0.019)。观察组预后不良事件发生率为4.00%(4/100),略低于对照组7.00%(7/100),但两组预后不良事件发生率差异无统计学意义(χ^(2)=0.866,P=0.352)。结论基于“活血化瘀理论”针刺联合汤剂辅助能有效提高急性脑梗死患者临床疗效,降低炎症因子水平,改善氧化应激反应和提升患者临床生活质量。

酸洗搪瓷钢密着性能影响关键因素研究

为提高酸洗搪瓷钢的密着性能,研究了酸洗搪瓷钢密着性能的影响因素,包括烧搪时间、脱脂效能、表面色差和表面粗糙度,对不同脱脂程度、表面状态及粗糙度的试样进行涂搪和烧搪,并采用落球冲击法对密着性能评级。结果表明:在850℃进行烧搪时,烧搪时间从5 min延长至10 min,密着等级从2.0级提高至1.0级。同时,烧搪5 min时,脱脂不充分、保护渣增碳所致色差和降低粗糙度都会降低钢板和瓷釉之间的密着性能,其中脱脂不充分和色差的影响可通过延长烧搪时间至10 min进行改善,但延长烧搪时间后,粗糙度对密着性能仍存在显著影响。

活血化痰方联合颈项部腧穴深刺治疗脑卒中后吞咽障碍痰瘀互结证的效果

目的探讨活血化痰方联合颈项部腧穴深刺治疗脑卒中后吞咽障碍痰瘀互结证的临床效果。方法采用前瞻性随机对照分析,纳入2019年1月至2022年12月新郑天佑医院脑卒中后吞咽障碍痰瘀互结证患者86例为研究对象,按照随机数字表法分为观察组和对照组,各43例。两组均接受吞咽功能训练及常规治疗,对照组在上述基础上联合颈项部腧穴深刺治疗,观察组在对照组基础上联合活血化痰方治疗,两组均治疗4周。观察两组临床治疗效果,比较两组治疗前后吞咽能力[吞咽功能评定量表(SSA)评分]、血流变状况及不良反应发生情况。结果相较于对照组,观察组治疗4周后临床总有效率更高(P<0.05);两组血浆黏度、全血黏度高切及全血黏度低切水平均降低,且观察组低于对照组(P<0.05);两组SSA评分降低,且观察组更低(P<0.05);观察组和对照组不良反应发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论活血化痰方联合颈项部腧穴深刺治疗脑卒中后吞咽障碍痰瘀互结证临床效果显著,可提高患者吞咽功能,改善血液流动性。

风-光电站中储能系统混合最优配置及其经济性研究

储能是解决大规模可再生能源并网问题的重要手段,然而,储能系统的投资成本高、运维损耗大,且不同类型储能系统的技术经济参数存在差异。因此,研究不同类型储能系统的混合优化配置及其经济性具有十分重要的意义。提出风光电站内容量型和功率型储能系统混合配置优化方法,以储能系统全生命周期净收益最大为目标,采用遗传算法进行求解;以张家口地区风光电站实际运行数据和当前3种主流储能电池实际参数为例,分析不同敏感性因素对储能系统选型及容量配置的影响。算例结果表明:容量型储能系统的经济性对电池价格变化更为敏感;液流电池及超级电容混合配置的经济性最佳。

我院儿童用药品基本药物目录品种使用情况及其药品说明书中儿童用药信息的调查

目的:为儿童安全、合理用药提供参考。方法:应用医院信息管理系统,对我院2015年库存儿童用药品基本药物(简称"基药")目录品种使用情况进行调查,并对其说明书中有关儿童用药信息完整性进行分析。结果:我院2015年库存药品685个品种中,儿童用药品201种。201种儿童用药品中,89种(44.28%)属于基药目录,其中78种(87.60%)有完整儿童用药信息;112种(55.72%)属于非基药目录,其中38种(33.93%)有完整儿童用药信息。儿童用药品中基药有完整儿童用药信息以及基药中化学药品及生物制品、注射剂、口服制剂中有完整儿童用药信息的比例均高于相应非基药比例,差异均有统计学意义(P<0.05)。201种儿童用药品中,仅41种为儿童专用药品;160种非儿童专用药品中,属于基药的73种药品中62种有完整儿童用药信息;属于非基药的87种药品仅13种有完整儿童用药信息,非儿童专用药品中基药有完整儿童用药信息的比例高于非基药,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:我院儿童用药品基药目录品种使用比例较高,但其中儿童专用药品缺乏,其说明书中儿童用药信息不充分。而属于基药目录的儿童用药品从类别、剂型分布,以及非儿童专用药品来看,均较非基药目录儿童用药品具有更完整的儿童用药信息,适宜临床儿童用药选择。

基于分段支持向量机的风电机组理论功率计算研究

结合风电机组功率曲线特性与支持向量机学习方法,建立基于分段支持向量机的风电机组理论功率计算模型。研究结果表明,该模型计算精度无论是在单机理论功率计算还是全场理论功率计算方面都要高于目前已有方法。在得到高精度理论功率的基础上,提出一个新的机组性能评价指标——出力可提高系数,该指标能够科学地反映机组设备的运行状态与质量,可为实现风场精细化管理提供依据。

基于中性等效风速的海上风廓线建模方法研究

针对海上长期测风数据较少、风电机组轮毂高度高于测风塔高度、忽略大气稳定度及海面动力学粗糙度的外推方法难以保证精度的问题,综合考虑莫宁奥布霍夫相似理论及海面动力学粗糙度提出一种基于中性等效风速的海上风廓线模型。首先,研究了风资源评估中的重要因素(风切变指数、大气稳定度、湍流强度等)对海上风资源分布的影响;其次,用2个海上风电场实测数据验证提出的模型,与目前普遍使用的用全场平均风切变外推轮毂高度风速的方法相比,所提模型的风速均方根误差在两个风电场内可降低0.03 m/s到0.37 m/s,风功率密度均方根误差在两个风电场内可降低9.04 W/m^(2)到83.58 W/m^(2),且有效反映出海面动力学粗糙度及大气稳定度变化对海上风速垂直分布的影响,弥补了传统风切变公式的不足,为近海风资源评估及海上风电场的前期规划提供了依据。

显微组织对FB60钢板延伸凸缘性能的影响

对3.5 mm厚的FB60钢板试样采用3种工艺进行了热处理,结果,试样的抗拉强度相同或接近,而显微组织不同。采用扩孔试验机、金相显微镜、SEM、原位纳米压痕仪研究了显微组织对FB60钢板延伸凸缘性能的影响。结果显示,化学成分相同、抗拉强度相同的F/B双相钢板的延伸凸缘性能是F/M双相钢板的3倍;具有F/P两相组织的钢板延伸凸缘性能最好,但强度最低。显微硬度和SEM检验结果显示,扩孔开裂的主要原因是钢中两相组织的强度差异,因而两相的可变形性能不同,导致在两相界面产生孔隙,最终由于孔隙的聚集、扩大而形成裂纹。

基于多任务学习的风速实时预测方法

准确的秒级风速实时预测能够提高风电机组的运行状况和控制品质,为电网做出最优调度决策提供辅助信息。目前风速实时预测时间分辨率通常为分钟级,且在小数据集的情况下模型泛化能力弱。文章以时间分辨率为5 s的风速序列为研究对象,提出了基于多任务学习的风速实时预测方法。该方法结合了变分模态分解方法和长短期记忆神经网络。首先,通过变分模态将风速序列分解为一系列信号;然后,建立多任务学习的共享层,使用长短期记忆神经网络提取各分解信号中的共享参数,深度挖掘分享子序列预测任务间的信息;最后,建立多任务学习的特定任务层,借助多个LSTM并行预测分解后的风速子序列,并将多个预测结果叠加得到风速实时预测结果。算例结果表明:所提多任务学习模型在10步、5步预测中的均方根误差总体均值分别为0.80 m/s和0.71 m/s,与经过变分模态分解和未经过变分模态分解的单任务模型预测相比,所提模型均方根误差总体均值在10步预测中分别降低了35.5%和39.8%,在5步预测中分别降低了24.5%和45.8%。

二甲肼诱导小鼠结肠癌模型的建立及病理学特征检测

目的探讨化学致癌剂1,2-二甲肼(DMH)诱导昆明小鼠结肠癌模型的有效性及病理学特性。方法 6~8周龄雄性昆明小鼠随机分为实验组和对照组。实验组小鼠颈背部皮下注射DMH 25 mg/kg,对照组小鼠注射等量生理盐水。每周1次,连续注射12周。期间观察小鼠状态,并分别在给药后12、16、20周和实验终末处死部分小鼠取结肠、肝、肺组织进行大体观察及病理学检测。结果注射DMH 12周后可见部分小鼠肛门红肿溃破,肠壁出现肿瘤结节;16周后实验组有一半小鼠大便溏稀,生成多发性腺癌。20周后实验组小鼠肿瘤进一步发展,并出现明显的肝损伤和肺部转移灶。对照组小鼠无异常表现。结论成功建立了一种二甲肼诱导小鼠产生原发及转移性结肠癌的有效且简便的方法,成瘤有效率达100%。该模型与人类结肠癌在病理学上具有相似特性。

重载铁路Ц形浅基高桥墩振动分析及加固技术

研究目的:Ц形浅基高桥墩是我国既有重载铁路中的一种常见类型,具有"头重脚轻"和刚度偏低的典型特点,是铁路基础设施中的薄弱环节。本文以某重载铁路浅基高桥墩为研究对象,针对重载列车通行引起的桥梁结构振动异常现象,采用现场试验和理论分析等技术手段,研究大轴重运输条件下的桥墩振动特性和减振加固技术,并进行实际工程应用研究。研究结论:(1)单线重载列车通过导致双线Ц形桥墩基础受到较大的偏心冲击,进而引起本线和临线桥梁振动增大,尤其是临线桥梁振动明显增大;(2)随速度和轴重增加,两线桥梁振动均呈现增大趋势,地基薄弱、桥墩刚度不足和基础结构缺陷是振动异常根本原因,大轴重列车偏心冲击是直接外因;(3)可采用"增补桩基+增大基础+墩身连接"组合加固方法进行实桥加固,加固后墩顶振幅降低300%,桥墩横向自振频率增加3倍,效果明显;(4)本研究成果可为既有铁路病害整治以及扩能改造提供借鉴。

大轴重运输条件下小跨度板梁静动力适应性研究

大轴重运输条件下,重载铁路小跨度梁病害损伤频繁出现,致使其承载能力和使用性能逐渐降低,安全与稳定问题日益凸显。为研究常见类型小跨度板梁在大轴重运输条件下的静动力特性,以某重载铁路12.0 m跨度低高度整体式预应力板梁(简称整体梁)和并置式普通钢筋混凝土板梁(简称并置梁)为对象,基于现场试验和数值模拟方法,开展静力性能试验、动力性能试验、承载能力分析和提速、提轴条件下动力适应性分析,探索小跨度低高度板梁在大轴重运输条件下的差异性和适用性。研究结果表明:设计静活载作用下,小跨度并置梁和整体梁均处于弹性工作状态,2种类型板梁荷载-挠度、荷载-应变等关系曲线均呈线性变化,且应变和挠度实测数据均小于理论计算值;相同静力荷载作用下,实测整体梁跨中挠度、应变等关键参数均小于并置梁,整体梁具有更大的刚度和承载能力。正常运营列车和提速、提高轴重列车作用下,整体梁横向和竖向频率分别为27.26 Hz和11.21 Hz,其自振频率较并置梁有大幅提高;同时,相同动力荷载作用下,整体梁跨中横向振幅、横向加速度、竖向振幅、竖向加速度和动力系数较并置梁均有明显降低,整体梁具有更大的横向刚度和整体稳定性,满足35.0 t轴重及80 km/h的列车通行。

预应力碳纤维板加固重载铁路T梁的效果研究

随着部分货运铁路扩能改造为重载运输铁路,在役钢筋混凝土桥梁不仅承受重载列车的大轴重,同时,列车加载次数也显著增加,极大地影响了桥梁的正常使用功能,导致梁出现开裂、钢筋锈蚀等病害,因此,需要采用加固技术来合理提升梁的承载能力和适应性。以一孔运营了20年的跨径12 m在役钢筋混凝土T梁为研究对象,选择其中1片未加固T梁开展静力加载弯曲破坏试验,探讨在役钢筋混凝土T梁在不同荷载作用下的损伤演化规律;同时对另1片梁通过在梁底张拉5块预应力碳纤维板进行加固并开展弯曲破坏试验,对加固效果进行验证;通过理论计算及现场试验探究试验梁加固前后在不同等级荷载作用下的钢筋应力、裂缝和变形发展规律。研究结果表明:采用体外预应力碳纤维板加固后,在役钢筋混凝土T梁的梁体刚度得到有效提高;虽然采用预应力碳纤维板加固无法提高梁体的抗裂性能,但对于梁上已产生的裂缝发展起到了有效控制,提高了构件的使用性能;在最不利列车荷载作用下,梁体混凝土及钢筋应力分别下降24.15%、47.68%,裂缝宽度下降66.68%、跨中挠度下降16.31%,且计算结果与试验结果基本一致,加固效果显著,能够满足运营需求。