平坡车站在地铁设计中的应用

目前在国内,大多数地下的地铁车站均采用沿线路方向2‰的纵坡设计,以满足车站的排水需求,随着地铁建设的快速发展,换乘站越来越多,在换乘站的设计中,采用带有纵坡的车站,在换乘节点处会存在高差等问题。为解决换乘节点处高差问题,郑州市轨道交通5、7号线换乘站市第二人民医院站中5号线车站采用平坡设计,并采取设计措施保证了车站的排水,通过对车站设计方案的剖析,探讨平坡车站在地铁设计中的应用。

铁路列车-轨道-基础结构动力相互作用统一分析PartⅡ:混凝土车致疲劳损伤与空时演化

铁路工程混凝土结构疲劳损伤演化的数值实现是列车-轨道-基础结构系统动态性能预测的重要基础。基于车辆-轨道耦合动力学基本原理,引入混凝土疲劳损伤本构和砂浆黏弹性-疲劳本构,基于已建立的列车-轨道-基础结构动力相互作用模型为基础,在铁路工程系统动力学框架内建立了列车循环作用下无砟轨道混凝土结构疲劳损伤动力演化计算模型。在所建立的演化计算模型中,以材料疲劳损伤本构为控制条件,根据结构有限单元应力/应变点的加/卸载、受拉/受压状态实时更新混凝土结构和砂浆层的刚度表征矩阵,将上一次列车作用下的混凝土结构疲劳损伤及残余变形作为下一次列车-轨道-基础结构系统动力学方程的初始条件之一,实现系统空间振动与疲劳损伤演化的耦合时变分析。数值计算结果表明:本模型有效揭示了砂浆层疲劳损伤的三阶段发展特性;轨道板和砂浆层的疲劳损伤发展速率、最不利损伤方式、位置和形式等存在显著差别;轨道板和砂浆层疲劳损伤对车辆-轨道系统动力响应的影响主要出现在疲劳损伤的后期发展阶段。

红层泥岩路基上拱无砟轨道传力杆性能研究

在川中红层泥岩地区CRTS Ⅲ型板式无砟轨道会设置传力杆限制沿线路纵向路基上拱变形,但传力杆对上拱地区无砟轨道的影响规律尚不明确。为了探究传力杆的性能,建立无砟轨道-路基上拱-传力杆有限元模型,在路基底部施加余弦型上拱波形位移作为外部条件,同时在底座板接缝处设置传力杆。将传力杆布置方式、直径、间距作为影响因子,设置无传力杆对照组进行对比分析。针对红层泥岩路基上拱,研究结果表明:1)设置传力杆与不设置传力杆复合板与底座板最大离缝分别为1.14 mm和4.82 mm,底座板与路基最大离缝分别为3.16 mm和5.29 mm,表明传力杆的设置能较好降低最大层间离缝,尤其是复合板与底座板轨道结构之间的层间离缝。2)传力杆布置方式1(中性层均匀布置1排)下底座板板端应力为1.13 MPa,为传力杆布置方式2(上下2层、交错布置)下底座板板端应力2.98 MPa的37.9%,底座板板端应力较小,应力分布均匀。3)复合板与底座板最大离缝、底座板与路基最大离缝及底座板应力在传力杆直径为30 mm时分别为0.82 mm、1.66 mm、3.16 MPa,达到相对较小值。4)随着传力杆布置间距减小、传力杆数目增多,轨道结构应力几乎没有变化,轨道结构竖向位移明显减小,说明传力杆布置间距减小对轨道结构应力的影响可以忽略不计,但对轨道结构位移的限制效果越好。

市域铁路曲线半径与桥梁最大温度跨度关系分析

市域铁路小半径曲线大跨度连续梁地段,易产生桥上无缝线路检算不通过的问题。而钢轨伸缩调节器作为轨道结构薄弱环节,因其铺设条件严苛及自身问题,设计时较少考虑。在不设置钢轨伸缩调节器的原则基础上,采用有限元方法建立“线桥墩一体化”计算模型,对线路曲线半径与桥梁最大温度跨度关系进行分析探讨。结果表明:桥梁温度跨度与钢轨总应力呈一定的线性关系,可采用公式L=kσ+b来拟合表达;正线平面最小曲线半径R=350 m地段,计算得到的桥梁最大温度跨度值为132.9 m;曲线半径越小,允许的桥梁最大温度跨度值也越小。计算得到各级小半径曲线工况下对应的桥梁最大温度跨度值,在桥梁与轨道专业协同设计中,连续梁主跨与边跨设计取值建议参考对应的限值进行。

轨道刚度对列车走行性能的影响

列车运行品质不仅取决于机车车辆本身的动力学性能 ,而且还受到来自轨道方面因素 (如轨道弹性、轨面几何不平顺等 )的影响。本文从车辆 /轨道相互作用整体系统的角度 ,运用车辆 -轨道耦合动力学理论 ,首次研究了轨道结构各部件刚度对列车走行性能的影响规律。结果表明 ,轨道刚度对机车车辆走行部的振动行为有较大影响 ,但对车体平稳性的影响不明显。

基于结构整体性评估程序和失效评定图方法的含裂纹缺陷钢轨安全性评定

为了研究不同工作状态下不同尺寸裂纹的扩展临界条件,通过实验得到了安全性评估过程需要的力学参数和断裂力学参量,采用相互作用积分法计算轮轨接触时含表面裂纹钢轨的裂纹尖端应力强度因子,并通过计算有效净截面应力得到参考应力。采用结构整体性评估程序和失效评定图(SINTAP-FAD)方法,根据0级失效评定曲线对含表面裂纹缺陷钢轨分别在车轮静止状态下与运动状态下进行了安全性评定。结果表明:车速对钢轨表面裂纹状态的影响较大,与车轮静止状态时评价点位于安全区的情况相比,列车运动时的评价点多向不安全区域发展,并造成了裂纹扩展。

土工格室加固基床的动应力传播原理

在阐述采用土工格室加固铁路基床的静力学思路之后,依据列车产生振动应力,结合波动理论,分析了动应力在切床之后的砂层、土工格室加固层及土路基中的传递,建立了动应力的分层计算公式,有效地解释了动应力的衰减原理,并针对浙赣线某工点的处理实例,分析了各层的应力。

桥上无缝线路附加力计算模型研究

有碴桥上无缝线路采用小阻力扣件,在梁轨相对约束的条件下,钢轨、轨枕及梁跨结构三者之间将产生较明显的相对位移,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.为此,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,对不同扣件纵向阻力工况下计算结果进行了对比.结果表明:扣件阻力明显影响钢轨及墩台附加力的变化,扣件阻力较小时,作用在墩台上及钢轨上的附加力变化较快,扣件阻力较大时,变化较慢;墩台刚度不同,则作用在墩台上及钢轨上各种附加力随扣件阻力的变化规律也有很大差别.

改善桥上无缝线路梁轨相互作用方法的研究

通过有限元软件对RSB传力杆、纵向连接器和小阻力扣件在改善梁轨相互作用方面进行分析,并对不同工况下钢轨伸缩附加力及伸缩位移、挠曲附加力及挠曲位移、制动附加力及制动位移、断轨力进行对比分析,得出RSB传力杆和纵向连接器在减小钢轨附加力作用方面没有小阻力扣件明显,但在制动力作用下可以明显减小梁轨相对位移,并且在断轨力作用下,可以明显减小断缝值,有利于行车安全等结论。建议采用RSB传力杆和纵向连接器时要进行充分的技术论证,尽量减小维修周期与费用。

城轨桥梁更换支座对桥上无缝线路的影响

针对目前城市轨道桥梁支座损坏严重、需要更换的问题,从桥梁顶起状态下的钢轨温度力、伸缩附加力、桥梁支座顶起附加力、扣件受力等方面,对桥上无缝线路做了具体计算;分析不同工况下更换支座对桥上无缝线路轨道结构及部件的影响,并根据计算结果提出施工建议。

基于有限元分析的接触网张力分析研究

用有限元仿真ANSYS软件建立了简单链型悬挂的动态计算模型,然后对其对其在不同张力及抬升力作用下进行了仿真,得到一跨内不同节点的受力图像,以及一跨内接触线受力曲线图。从动态计算的角度分析了接触网弹性受张力变化的影响,优化了接触网的设计方案。

连续梁桥上无缝线路伸缩附加力的研究

通过对梁轨相互作用原理及伸缩附加力分布规律的研究,考虑连续梁中部存在一段梁轨位移相等点的情况,建立新的伸缩附加力计算模型,并用Levenberg-Marquardt算法进行求解、分析。从桥上无缝线路的理论、客观事物规律及工程应用的角度,解释、分析出现附加力平台的现象。

双肢薄壁墩刚构桥上无缝线路的有限元分析

建立两种以轨道、桥梁、支座、墩台、基础为整体结构的纵向附加力计算有限元模型,计算某特大型双肢薄壁墩刚构桥纵向附加力。计算伸缩力时采用平面有限元模型,同时对线路纵向阻力与梁温差进行参数影响分析;计算断轨工况时,建立半空间有限元模型以反映实际工况,对断缝大小进行准确计算;运用移动加载瞬态分析法,采用平面有限元计算模型,计算绘制钢轨挠曲力包络图,同时求得挠曲力计算的最不利加载位置。

路基填土压实质量检测技术改进

如何准确、快速的测定路基施工质量 ,一直是工程实践中面临的一个重大课题 .通过对落锤式检测仪的加载系统的研究 ,力图改变现存加载方式的缺陷 ,使检测设备的检测结果更可靠、更接近实际情况 ,以准确、高效。

米轨轨枕不同部位横向阻力分担比的数值模拟

研究目的:为了研究米轨混凝土枕和钢枕横向阻力分担情况,本文采用离散元法分别建立米轨混凝土枕和钢枕有砟道床模型,并通过单根轨枕横向阻力试验验证离散元模型的正确性,进一步研究米轨混凝土枕、钢枕横向阻力分担比例。同时在离散元模型不同部位建立测量圆监测道砟孔隙率,探究轨枕横向移动过程中不同部位道砟密实度变化规律。研究结论:(1)米轨混凝土枕枕端和枕底提供了约79%的道床横向阻力,与道砟颗粒接触面大的轨枕侧面道床阻力占比较小,可以采用密实和部分胶结等方式使枕心道砟充分参与作用;(2)米轨钢枕枕端提供了约60%的道床横向阻力,枕底提供了约30%的道床横向阻力;(3)米轨混凝土枕道床横向阻力主要来源于轨枕与底部道砟颗粒的摩擦作用和砟肩道砟的压力作用,而米轨钢枕道床横向阻力主要来源于枕腔内部道砟的挤压摩擦作用和砟肩部位道砟的压力作用;(4)本文结论可为米轨无缝线路的设计和养护维修提供参考和借鉴。

多联大跨连续梁桥上无缝线路纵向附加力规律研究

高速铁路多联大跨连续梁日益增多,而该工况下桥上无缝线路设计经验较少,亟须该种工况下桥上无缝线路纵向附加力变化规律。文中建立了钢轨-扣件阻力-梁体-墩台一体化空间非线性有限元梁轨相互作用模型,并利用ANSYS分析软件进行求解,计算分析了不同扣件阻力及不同桥跨布置工况下桥上无缝线路纵向附加力,并总结出纵向附加力变化规律。

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。

ANSYS二次开发在桥上无缝线路中的应用

利用大型通用有限元软件ANSYS进行二次开发,采用APDL语言编制了桥上无缝线路纵向附加力计算程序ALFCWR,建立线-桥-墩-基础一体化计算模型,对无缝线路纵向力的计算方法提供一种新的思路。结合工程实际,以客货共线铁路常见的40 m+64 m+40 m有碴轨道连续梁为例,分析了在列车制动力作用下,桥墩纵向水平线刚度对钢轨、墩(台)纵向力及梁轨相对位移的影响规律。

城轨桥上无缝线路对桥墩的强度安全储备量分析

根据梁、轨相互作用原理(桥上无缝线路的纵向力通过桥跨结构传递到桥梁的墩台上,)检算桥墩的强度,进行安全储备量分析,进而化化新建桥上无缝线路设计。

城轨特殊桥上无缝线路断轨力的一种算法

在总结已有文献计算结论的基础上,综合分析实际测试数据,建立桥上无缝线路梁轨相互作用的力学模型,采用有限元方法和C++语言编程,研究、计算特殊设计的混凝土简支梁桥上无缝线路钢轨断轨力的分布及其对桥梁墩台的传递规律。