米轨混凝土枕道床横向阻力离散元数值模拟

研究目的:为分析米轨混凝土枕有砟道床横向阻力变化特征,本文首先通过圆筒堆底试验与离散元模拟对道砟的摩擦系数进行标定,然后采用离散元法研究匀速推动轨枕和变速推动轨枕两种情况下米轨道床横向阻力特性,同时用单根轨枕测试法开展米轨道床横向阻力试验以验证离散元模型的正确性,最后利用离散元模型探究道砟堆高和道床肩宽对米轨混凝土枕有砟道床横向阻力的影响。研究结论:(1)通过圆筒堆底试验与离散元模拟发现,道砟颗粒摩擦系数取0. 63时与试验结果相吻合;(2)与匀速推动轨枕相比,变速推动轨枕得到的道床横向阻力仿真值与实测值更吻合,因此变速推轨枕得到的道床横向阻力的仿真精度更高;(3)米轨混凝土枕有砟道床横向阻力随着砟肩堆高的增加而增大,砟肩堆高150 mm能显著提高米轨混凝土枕有砟道床横向阻力;(4)随着道床肩宽的增加,米轨混凝土枕有砟道床横向阻力不断增大,当道床肩宽在400~500 mm之间时对道床横向阻力的提高最经济有效;(5)本研究成果可为米轨铁路无缝线路设计理论和米轨铁路有砟道床设计理论提供参考。

严寒地区高速铁路冰雪飞溅与防治

在介绍严寒地区铁路冰雪飞溅危害基础上，利用空气动力学仿真手段分析研究铁路道床表面冰雪飞溅现象。采用不可压缩三维定常雷诺时均方程（RANS）结合k—ε双方程湍流模型分析不同砟肩高度下强列车风对道床表面的气动特性影响。研究结果表明：列车风速越大，道床表面风压越大，越易引起冰雪飞溅；相同风速下，钢轨两侧轨枕槽内监测点风压值最小为4～15Pa，线路中心处监测点风压值约为其10倍，砟肩处监测点风压值约为其25倍，最易引起冰雪飞溅；砟肩高度每增加50mm，风压值增幅为2％～7％。高速铁路冰雪飞溅主要通过列车、线路结构优化，站场除雪等综合治理措施来防治。