双块式无砟轨道枕上压力监测标定方法

为探寻双块式无砟轨道枕上压力的长期监测方法,以CRTSⅠ型双块式轨枕为研究对象,首次利用埋入式光纤光栅传感器研究了双块式轨枕内部应变值和枕上压力的线性关系.首先,在轨枕制造阶段埋入FRP-OF光纤光栅应变传感器,用于测试轨枕内部应变变化;其次,通过反力架和千斤顶对轨枕进行静力加载标定,分析轨枕表面加载力和轨枕内部应变的线性关系;最后,通过有限元仿真进行验证和修正.结果表明:在轨枕表面施加的载荷和轨枕内部光纤光栅应变传感器的测试值具有良好线性关系,将此线性斜率确定为标定系数(4.90~5.28 kN/με),仿真数据与实测数据的误差在5%以内;对比轨枕在反力架约束和在道床板约束两种不同边界条件工况下的枕内应变,修正了枕上压力计算式,提出了一种基于双块式轨枕内部应变的枕上压力计算方法,并在高速铁路运营线路上测得枕上压力约为30~42 kN;该方法为高速铁路轮轨荷载传递研究、无砟轨道结构的强度计算理论和方法的完善以及列车轮对状态监测提供重要依据.

重载铁路桥上无砟轨道扣件关键参数研究

研究目的:为研究重载铁路桥上长枕埋入式无砟轨道扣件系统关键设计参数取值,本文基于弹性地基梁理论和车辆-轨道耦合动力学理论,建立32.5 t轴重重载货车-长枕埋入式无砟轨道-桥梁垂向耦合动力学模型,分析扣件刚度、扣件间距对重载铁路桥上长枕埋入式无砟轨道静、动力学性能的影响规律,提出重载铁路桥上长枕埋入式无砟轨道扣件系统设计参数取值。研究结论:(1)钢轨垂向位移和钢轨轨底应力随扣件系统刚度的增大而减小,车体垂向振动加速度、轮重减载率、轮轨力和桥梁垂向振动加速度随扣件系统刚度的增大而增大;(2)钢轨垂向位移、钢轨轨底应力、车体垂向振动加速度、轮重减载率和桥梁垂向振动加速度随扣件间距的增大而增大,但轮轨垂向力随之减小;(3)综合考虑轨道变形以及工程造价,建议重载铁路桥上长枕埋入式无砟轨道扣件系统的静刚度取为40~60 k N/mm,扣件系统的动刚度取为80~100 k N/mm,扣件间距取为0.6~0.65 m;(4)本研究成果可为重载铁路桥上长枕埋入式无砟轨道结构设计提供参考。

枕下套靴硬化对预应力配筋弹性长枕强度影响

在对预应力混凝土轨枕进行强度计算时,通常将混凝土轨枕简化为梁单元或建立未施加预应力的混凝土枕空间有限元模型,这种方法无法体现轨枕在实际预应力配筋下的真实应力.本文建立了能够考虑轨枕实际截面尺寸和预应力配筋的新型计算模型,对预应力轨枕受力与变形进行了分析,并与未配筋情况的轨枕受力进行了对比,说明建立这种新型计算模型的必要性.利用新型计算模型,对地铁用长枕套靴式减振轨道枕下套靴硬化对轨枕强度影响的问题进行了分析,得出了枕中裂纹产生原因,并给出了套靴硬化的限值.

高速铁路新型大调整量弹性长枕式无砟轨道结构研究

针对复杂艰险山区隧道内无砟轨道调整量小、基础变形病害整治难度大的问题,提出一种高度可调、主动适应基础变形的新型弹性长枕式无砟轨道。该轨道调高系统由“扣件+承轨台+枕下垫板”组成,可实现垂向-106~46 mm的调整量,适用于隧道基础变形过大地段。通过建立新型弹性长枕式无砟轨道力学模型,分析该轨道结构在不同调高状态下的受力与变形。结果表明:为满足轨道结构调高的要求,并兼具减振降噪,建议新型弹性长枕式无砟轨道的橡胶套靴弹性模量取9 MPa;该新型弹性长枕式无砟轨道在不同调高状态下钢轨位移及各部件受力均小于其限值。

长枕埋入式无碴轨道对谐振式轨道电路传输特性影响的研究

对长枕埋入式无碴轨道泄漏电阻和感应阻抗对谐振式轨道电路传输特性的影响进行了分析,通过科学方法进行了测算,并提出了相应的解决方案,而且通过试验进行了验证,使得谐振式轨道电路在长枕埋入式无碴轨道上传输特性的改善有了科学依据.

城市轨道交通大坡道及小半径曲线地段轨道结构受力和变形特性分析

采用有限元法建立了大坡道及小半径曲线地段的长枕埋入式轨道和浮置板轨道结构模型,分析列车紧急制动下坡通过曲线时的钢轨受力、轨道结构底部支反力及轨道板的位移。结果表明:浮置板轨道结构的钢轨纵向力大于长枕埋入式轨道钢轨纵向力;长枕埋入式轨道结构底部纵向支反力大于浮置板轨道隔振弹簧的纵向支反力,垂向支反力小于浮置板隔振弹簧垂向支反力。列车转向架处于浮置板两端时会引起轨道板垂向位移增大,对剪力铰影响较大;纵向位移自列车荷载作用处向浮置板两端递减,纵向位移最大值约为0.30 mm;列车通过曲线时易引起浮置板向外轨方向发生横向位移和倾斜。

弹性长枕无砟轨道长枕稳定性研究

建立了弹性长枕无砟轨道结构的有限元模型,分析了长枕埋深、橡胶套靴及微孔橡胶垫板的刚度变化对弹性长枕的竖向位移、横向位移及自振频率的影响。结果表明:弹性长枕埋深的变化对长枕竖向、横向位移的影响不明显。橡胶套靴、微孔橡胶垫板的刚度变化对长枕横向位移影响不明显,而对竖向位移影响较大。长枕埋深的变化,使得长枕低阶频率较高阶频率敏感;长枕周向支承刚度的变化,使得长枕高阶频率较低阶频率敏感;长枕竖向支承刚度的变化对长枕自振频率影响不明显。

弹性长枕式无砟轨道枕长与支撑长度比例分析

根据弹性长枕的结构特点及受力特性,运用有限单元法建立弹性长枕无砟轨道垂向受力有限元计算模型。通过分析不同长度弹性轨枕在不同支撑长度下的轨下及枕中弯矩情况,确定了弹性长枕式无砟轨道枕长与支撑长度的合理比例约为0.4。

基于极限状态法的桥上长枕埋入式无砟轨道结构设计

长枕埋入式无砟轨道在我国桥上铁路应用较少,为了能够给今后桥上无砟轨道设计和建造提供参考,在某大桥工程情况的基础上,运用极限状态法,在考虑耐久性的情况下,采用简化模型,对桥上客货共线长枕埋入式无砟轨道进行结构设计。我国铁路极限状态法设计规范尚未系统的建立起来,因此参照德国无砟轨道极限状态法设计规范进行荷载取值和设计计算。计算结果表明,桥上客货共线单层长枕埋入式无砟轨道满足静力要求,而且对桥梁的适应性较好;当配筋率达到1.1%~1.2%即可满足耐久性要求。

长枕埋入式整体道床施工技术

以上海城市轨道交通9号线和广州城市轨道交通4号线轨道工程为例,以长枕埋入式整体道床尤其是合成树脂岔枕道床为研究对象,结合工程施工实际,阐述长枕埋入式整体道床的施工技术,说明该技术科学合理,安全高效,确保施工的质量、进度,可降低工程成本。

DPG 500型铺轨机旋转喂枕机构虚拟样机动态仿真分析

为了确定DPG500型铺轨机在不同工况下的铺轨速度,对用Pro/E软件设计的DPG500型铺轨机旋转喂枕机构的虚拟样机及转速给样机关键零部件造成影响的仿真结果进行了分析,得出铺轨机的最佳铺枕速度范围,可作为工程实践的参考.

桥上长枕埋入式无砟轨道疲劳试验

为了研究客货共线条件下桥上长枕埋入式无砟轨道结构的受力特性与耐久性,基于应力相似原则设计一组纵梁,采用与施工现场相同的材料、工序制作出足尺无砟轨道模型,开展桥上长枕埋入式无砟轨道疲劳试验,得出客货共线条件下长枕埋入式无砟轨道模型的应力、应变与变形的分布规律以及疲劳损伤的发展形态。试验结果表明,长枕埋入式无砟轨道可以较好地适应客货共线条件下的铁路桥梁,在疲劳荷载全过程中,轨道结构整体性良好,应力、应变水平较为稳定,未出现明显的结构破坏与应力重分布现象。在4.5 Hz和12.5~37.5 kN荷载作用下,桥上长枕埋入式无砟轨道整体为受压状态,最大压应力3.3 MPa出现在轨下位置,最大拉应力1.04 MPa出现在桥面板板底位置,门型筋最大拉应力为10.2 MPa。疲劳荷载作用下,长枕与道床板新旧混凝土交界处率先出现裂缝,随后长枕端部出现朝向道床板边缘的延伸裂缝,累计300万次疲劳荷载后,道床板板中出现纵向、横向贯通裂缝。针对长枕埋入式无砟轨道新旧混凝土界面开裂问题,进行界面剂黏结性能对比试验,试验结果表明,硅灰水泥基界面剂可以有效抑制疲劳荷载作用下界面处裂缝开展。

考虑枕下胶垫超弹性本构的弹性长枕轨道动力仿真

为揭示枕下胶垫超弹性本构特征对弹性长枕轨道动力响应的影响,基于Mooney-Rivlin超弹性本构理论,建立车辆-轨道-隧道-土体空间耦合动力学模型,分析车辆荷载作用下轨道-隧道系统的动力响应,与等效刚度法进行对比,并探讨超弹性本构中枕下胶垫的合理硬度。研究结果表明:基于超弹性本构仿真得到的轨道各位置位移、加速度数据更真实准确;随着枕下胶垫硬度减小,隧道壁加速度有效值减小,但会放大轨枕垂向位移及下部结构75 Hz频段的振动;综合考虑轨道动力响应、振动传递特性及减振效果,建议弹性长枕轨道枕下胶垫的绍尔硬度取52。

新型明桥面轨枕板式无砟轨道结构参数研究

钢桁梁桥由于其承载性能好和跨越能力较强等优点,在大跨度铁路桥梁中被广泛采用。但大跨度钢桁梁桥具有跨中挠度大、梁端转角大和温度变形敏感等特点,为了减小大跨度钢桁梁桥二期恒载、适应桥梁变形特性,在大跨度钢桁梁桥上采用新型明桥面轨枕板式无砟轨道结构。以南沙港铁路某大跨度钢桁梁桥铺设新型明桥面轨枕板式轨道为背景,采用有限元法建立大跨度钢桁梁桥上轨枕板式无砟轨道结构计算模型,研究了轨枕板结构参数对轨道受力与变形的影响,确定轨道结构的合理尺寸与参数。结果表明:轨枕板的外形尺寸直接影响其受力和变形特征;板下垫层的厚度对垫层的受力特性的影响较大;建议南沙港铁路某大跨度钢桁梁桥上采用具有2组承轨台、宽度为2800 mm的轨枕板,轨枕板厚度为280 mm,板下垫层厚度为120 mm。

南京地铁机场线预应力混凝土长轨枕结构设计

根据南京地铁机场线的主要技术标准,详细介绍埋入式预应力混凝土长轨枕的结构设计,包括外形选择、外弯矩计算、轨下及枕中截面承载力计算、静载试验值计算等,确定了整体道床埋入式预应力混凝土长轨枕的基本设计方法,为今后其他线的长轨枕设计提供参考。

新型有轨电车长轨枕埋入式整体道床施工技术研究

广州海珠环岛新型有轨电车试验段工程中首次采用了长轨枕埋入式整体道床技术。通过对施工工艺的不断优化和改进,结合新型有轨电车整体道床轨道设计技术要求,采用"散铺轨排法"施工,对新型有轨电车整体道床轨道的施工技术进行了系统研究,施工结果表明,新型有轨电车长轨枕埋入式道床满足设计及旅客舒适度基本要求。

弹性长枕整体道床合理轨下刚度有限元分析

文章基于有限元理论,建立弹性长枕整体道床结构计算模型,模拟了落轴试验的整个过程,对轨道的动力特性及减振性能进行分析,分析轨下刚度的合理范围,为弹性长枕整体道床结构的养护维修、铺设和设计提供指导。

桥上长枕埋入式轨道层间连接状态分析

针对桥上单层长枕埋入式无砟轨道的层间连接状态,建立长枕埋入式无砟轨道力学模型,应用有限元法,分析在多种工况作用下道床板和桥面板层间受力情况。结果表明:在整体降温、列车荷载、温度梯度和荷载组合的作用下,板间剪切应力在道床板两端达到最大,并从板边到板中逐渐减小,且道床板厚度的变化对层间连接状态有影响。在荷载的作用下,道床板板端一定范围内剪切应力会超过设计值2.75 MPa,产生层间破坏,影响轨道结构的耐久性,需要配置钢筋或者采取拉毛等措施加强层间连接作用,以使道床板能够正常使用。根据《钢结构设计规范》中钢筋连接件的计算公式对250 mm厚的道床板进行配筋设计,为长枕埋入式无砟轨道的推广使用提供理论依据。

隧道内长枕式无砟轨道结构性能分析

针对长大隧道内轨道养护维修困难、基础上拱变形、病害整治难度大的问题,在弹性长枕式无砟轨道的基础上优化,提出了隧道内长枕式无砟轨道,通过扣件和枕下垫板组成的双调高系统进行垂向调高;基于有限元法和车辆-轨道耦合动力学理论,对其进行受力状态和参数分析。结果表明:隧道内长枕式无砟轨道可通过更换枕下垫板实现向下80 mm的调整量,列车通过时,安全性与平顺性能够满足要求;为保证轨道结构刚度合理,建议枕下垫板刚度取值在60~140 kN/mm之间。

长线法生产梯形轨枕的质量控制研究

梯形轨枕是地铁交通中的主要承重部件,它为列车及轨道结构提供平台并将集中荷载均匀分布。为保证梯形轨枕产品国产化生产效率,满足施工进度需求,研制适用于长线法工艺的可滑动模具。并通过采取模板预留反拱、对称张拉受力、更改套管定位方式等措施,严格控制产品拱度、扭曲、道钉位置。结合北京地铁7号线梯形轨枕的生产,介绍改进后长线法施工过程中的关键施工工艺及质量控制要点。实践证明通过采取上述措施,梯形轨枕产品质量大幅提高。