弹性分开式扣件设置多层弹性垫层的合理性探讨

以城市轨道交通中常用的DTⅥ2型扣件为研究对象,通过试验测试轨下弹性垫板、铁垫板下弹性垫板的静刚度以及组装后的扣件系统组装静刚度,分析道钉紧固扭矩、铁垫板下弹性垫板材质等对扣件系统组装静刚度的影响,研究弹性分开式扣件设置多层弹性垫层的合理性。结果表明:道钉紧固后,铁垫板下弹性垫板静刚度随道钉扭矩增加而增大,且增幅较大,垫板弹性损失严重;扣件系统组装静刚度随螺旋道钉扭矩增加而增大,但增幅不大;当道钉扭矩T=200 N·m时,铁垫板下弹性垫板不再提供弹性,此时将铁垫板下弹性垫板更换为绝缘缓冲垫板,扣件组装静刚度基本无变化。因此,弹性分开式扣件设置多层弹性垫层并不合理。

基于相似理论的复合地基弹性垫层模型试验研究

为了对比分析不同桩型(半刚性桩和柔性桩)、不同垫层材料(砂垫层、碎石垫层、弹性垫层)和垫层厚度对复合地基承载特性的影响,需要开展复合地基室内模型试验研究。在研制模型试验系统、建立符合模型试验要求的模化条件和相关准则的基础上,分析了复合地基的承载特性,引入了弹性垫层模拟实际工况的可行性。结果表明,随着垫层厚度的增大,桩土应力比有所减小,上刺入量会逐渐增大。柔性桩的桩顶面中心点沉降量明显小于半刚性桩,一般差值在10 mm左右;柔性桩的分级加载分界点在60 kPa左右,半刚性桩则在80 kPa左右。弹性垫层相比于砂垫层和碎石垫层,其整体性相对更好,可将原有的“100~200 mm砂垫层+荷载板”改为“小于100 mm的砂粒找平层+弹性垫层+荷载板”,以更好地发挥实际垫层在复合地基的作用。

扣件弹性垫层劣化对高速列车-道岔系统动力特性的影响

随着高速铁路运营时长的增加,道岔区扣件弹性垫层会发生劣化,对列车过岔的动力学性能产生不利影响。为研究扣件弹性垫层劣化对高速列车道岔系统动力特性的影响,考虑道岔区钢轨的柔性变形,以高速铁路18号无砟道岔为研究对象,建立车辆-道岔刚柔耦合动力学模型,通过时域和频域分析,研究扣件弹性垫层劣化位置、劣化程度、劣化个数及行车速度对列车道岔系统动力特性的影响。研究结果表明:扣件弹性垫层劣化位置影响较大,其中尖轨顶宽40 mm处为扣件弹性垫层劣化的最不利位置;随劣化程度的增加,车岔系统各动力学指标呈增大趋势,其中垂向指标影响更为显著;扣件弹性垫层劣化个数的增加对尖轨尖端的横向动力学指标产生不利影响,9组扣件连续劣化时横向力较1组扣件弹性垫层劣化时增大21.3%;当车辆以250 km/h速度过岔时,扣件弹性垫层劣化对列车道岔系统动力特性的影响最为显著。轴箱振动加速度对扣件弹性垫层劣化较敏感,可在一定程度上反映扣件弹性垫层的劣化。研究成果可为道岔区刚度优化和养护维修提供一定的理论指导。

CRTS Ⅲ型板式无砟轨道底座隔离层及弹性垫层施工技术

随着我国经济及高铁施工技术的飞速发展,人们对于乘坐高铁出行的依赖程度也逐渐提高,各个城市之间的高速铁路也日趋完善。无砟轨道施工技术作为高铁施工中的关键技术,对于高铁的施工质量控制,减少工程的施工成本,高铁运营期运行的安全性、使用耐久性,以及乘客的乘坐舒适性起着关键的作用。结合项目的实际情况对高速铁路隔离层、弹性垫层施工关键技术进行了分析总结。

微孔聚氨酯弹性体声学材料在浮筑楼板中的应用

选用高性能微孔聚氨酯弹性体作为浮筑楼板弹性垫层,研究了弹性垫层的密度、厚度及浮筑层厚度对浮筑楼板系统撞击声隔声性能的影响。结果表明:(1)在研究范围内,弹性垫密度越小、厚度越大,固有频率越低,动刚度越小,系统的撞击声压级改善量越大,其中采用点支撑的方式,选取弹性垫层密度400 kg/m^(3)、浮筑层为厚度100 mm混凝土,系统计权撞击声压级改善量可达36 dB;(2)使用相同的弹性垫层,选用的浮筑层厚度越大,系统的撞击声压级改善量越大,其中采用满铺的方式,弹性垫层厚度10 mm、浮筑层为厚度50 mm混凝土,系统计权撞击声压级改善量为23 dB。

加载频率对高速铁路无砟轨道扣件弹性垫层刚度影响的试验研究

在我国高速铁路上运营车辆的车型和运行速度都不同,深入研究不同加载频率对弹性垫层刚度的影响具有重要意义。本文以WJ-7型和WJ-8型扣件弹性垫层作为研究对象,通过室内试验较为系统地研究了加载频率为0～40 Hz范围内对弹性垫层刚度的影响。研究结果表明:在相同温度不同加载频率条件下,加载频率0～4 Hz时弹性垫层刚度值增大较快;4～40 Hz之间刚度值基本不变。在相同加载频率、不同温度条件下,弹性垫层刚度均随温度升高而减小。依据高分子材料在不同频率作用下表现出的三种形态,分析了弹性垫层与加载频率之间的关系。

温度对弹性垫层刚度影响的试验研究

由于我国地域广阔,南北方温差较大,研究无砟轨道用弹性垫层刚度随温度变化的规律,可为提高我国高速铁路无砟轨道列车的乘坐舒适性提供一定的科学依据。本文以我国高速铁路无砟轨道采用较多的WJ-7型扣件、WJ-8型扣件弹性垫层刚度作为研究对象,通过室内试验较为系统地研究了环境温度在-40℃～+50℃变化时,弹性垫层静刚度和动刚度的变化规律。试验结果表明,两种类型扣件的弹性垫层刚度均随环境温度的升高而减小,环境温度在-20℃～+50℃之间变化对弹性垫层刚度的影响较小,而环境温度在-40℃～-20℃范围内变化对弹性垫层刚度的影响较为显著。

不同弹性垫层材料对水轮机蜗壳结构的影响研究

本文利用有限元理论，选取适用于混凝土材料的非线性本构关系．在蜗壳上部有关荷载、结构自重和内水压力联合作用情况下，对蜗壳钢衬、不同材料垫层和外包钢筋混凝土的联合作用结构进行计算分析．给出了结构控制部位各种材料的承载比与垫层弹模的关系．为工程建设提供了设计依据．

漫湾水电站压力钢管弹性垫层的设计与实践

漫湾水电站发电压力钢管ＨＤ值达９５７．６ｍ２，而下弯段及平段的混凝土覆盖厚度仅２．９５ｍ，因此决定设置弹性垫层来解决结构问题。通过大量的有限元计算确定了垫层的厚度、弹模，控制管内水压力的外传比例。通过试验选择ＥＰＳ泡沫板作为垫层材料。投产运行３年来，压力钢管运行正常，管顶混凝土未发现裂缝，说明设计是成功的。

水电站蜗壳弹性垫层作用的简化计算

在水电站钢蜗壳上半圆铺设弹性垫层 ,钢蜗壳、弹性垫层和外围混凝土就构成了复合结构。本文基于压力钢管的工程实践 ,采用弹性力学圆桶公式 ,简化出钢蜗壳、垫层和混凝土相互作用的计算模型 ,推导出垫层的厚度弹模比与内水压力外传比例的关系公式 ,并用工程实例加以验证。结合小浪底水电站的蜗壳垫层 ,计算了外传内水压。

黄金坪水电站蜗壳及弹性垫层结构设计

蜗壳及其外围钢筋混凝土结构是水电站厂房的重要部件之一,对水轮机蜗壳及外围混凝土结构设计进行研究并优化方案,关系到电站的长期安全运行。应用ABAQUS对黄金坪水电站垫层蜗壳结构进行三维非线性有限元计算与分析,指导蜗壳及垫层、外围混凝土结构设计。基于计算结果调整了蜗壳配筋及布筋方式,优化方案更利于结构安全运行。

大型水电站厂房弹性垫层蜗壳结构研究

钢蜗壳与外围混凝土之间设置弹性垫层是我国大型水电站厂房常采用的一种结构型式,鉴于弹性垫层的最优摩擦系数以及内水压力向外围混凝土传递机理的不确定性,应用ANSYS有限元程序对某大型水电站垫层蜗壳进行钢衬-钢筋混凝土结构三维非线性有限元仿真研究,考虑钢蜗壳与外围混凝土之间的滑移接触特性,研究钢蜗壳与混凝土之间合理的摩擦系数,深入研究蜗壳各径向断面外围混凝土应力、内水压力传递比、承载比等关键问题,为大型水电站厂房的设计研究提供可靠的理论分析。

高速铁路桥梁用弹性垫层结构刚度探讨

运用Abaqus软件对桥梁轨道板用弹性垫层进行仿真分析,在总体厚度及外形尺寸受到限制的条件下,通过调整多层隔板橡胶结构中胶层的分布来调整系统的刚度,发现胶层厚度的分布越均匀,产品的刚度越大。该方法在工程应用中具有实际意义。

大跨度桥上无砟轨道铺设弹性隔离缓冲垫层的研究与应用

为探明大跨度桥上无砟轨道铺设弹性隔离缓冲垫层对系统动力特性的影响,基于铺设CRTS双块式无砟轨道的某高速铁路大跨度双塔斜拉桥工点,建立车辆-轨道-桥梁动力耦合精细化分析模型,研究不同弹性隔离缓冲垫层刚度对系统力学性能的影响规律,并在此基础上提出垫层刚度的合理取值。研究表明:垫层刚度的选取对轨道频响具有较为显著的影响;刚度在0.02~0.2 N/mm^3的轨道结构频响的第一主频均在20~100 Hz;垫层刚度为0.1 N/mm^3时,钢轨、道床板的位移频响要小于范围内的其他刚度频响,从轨道结构的振动传递特性考虑,0.1 N/mm^3为较合理的垫层刚度取值;对不同垫层刚度影响较显著的动力学指标进行"归一化"处理,建议垫层刚度的取值为0.07~0.11 N/mm^3。结合谐响应分析结果,建议将垫层刚度取为0.1 N/mm^3。

火电厂球磨机筒内降噪弹性垫层的安装

本文介绍了作为火电厂球磨机内降噪弹性垫层材料的基本性能及设计原则。通过试验和工业现场运用表明，垫层材料和安装方式是可行和安全的，且有明显的降噪效果。

弹性垫层板静刚度与噪声测试

本文报道了对五种弹性垫层板进行静刚度和噪声测试的结果,并以计算机处理实验数据。根据测试结果对弹性垫层的减振、减噪效果进行了分析和讨论。

高压缩弹性垫层对复式碳纤维加固PCCP的应变影响分析

在PCCP内部粘贴复式碳纤维是一种新型的PCCP补强加固技术。为了研究不同管径及高压缩弹性垫层厚度对复式碳纤维加固PCCP的效果,本文通过建立6种管径和4种厚度垫层的复式碳纤维加固PCCP有限元模型,得到在不同内水压力和预应力钢丝断丝等工况下,垫层对复式碳纤维加固PCCP的应变影响。计算结果表明,采用5 mm厚度垫层的复式碳纤维加固PCCP,碳纤维环向应变增加了8~16倍;在0.6 MPa正常内水压力作用下,混凝土内壁环向应变的改善比例在11.5%~38.7%之间。管径越小,复式碳纤维加固效果越显著。对2.6 m管径PCCP进行复式碳纤维加固计算表明,随着垫层厚度的增加,碳纤维环向应变大幅提高,混凝土环向应变也得到显著改善。本文的研究成果为复式碳纤维加固PCCP的设计提供了参考依据。

弹性垫层温频变特性对减振型CRTSⅢ板式无砟轨道振动响应影响研究

针对弹性垫层,首先通过其动态力学性能试验,基于高阶分数阶导数FVMP(fraction Voigt and Maxwell model in parallel)模型并结合温频等效原理,表征弹性垫层的温频变特性,然后将该模型应用于车辆-轨道垂向耦合系统中,最后分析弹性垫层温频变特性对轨道结构振动响应的影响。研究结果表明:温度和加载频率对弹性垫层的动态力学性能有显著影响,而高阶分数阶导数FVMP模型能准确表征这种力学行为;在时域响应中,垂向轮轨力、钢轨垂向位移、钢轨垂向振动加速度和轨道板垂向振动加速度在FVMP模型下计算的峰值明显比K-V(Kelvin-Voigt)模型下的峰值大;在中高频段内,轨道结构各部分的响应都表现为FVMP模型下的响应比K-V模型下的响应大,而且轨道结构各部分的响应呈现出随温度降低而减小的趋势。在进行仿真分析时,为提高对轨道结构预测的准确性,有必要考虑弹性垫层的温频变特性。

基于三维非线性有限元法的压力钢管弹性垫层模量优选研究

针对某水电站发电坝段压力钢管弹性垫层模量的优选问题,采用三维非线性有限元法和混凝土开裂本构模型进行了计算分析.结果表明:设置弹性垫层对于控制压力钢管外包混凝土裂缝的开展效果明显;随着垫层模量的增大,压力钢管的拉应力逐渐减小,而混凝土开裂体积的变化不明显,同时,开裂体积的最小值出现在两个端点值中间的某一个值而非端点值,体现了混凝土开裂问题的非线性特征.

顶推钢箱梁弹性垫层性能对比研究

本文以某钢箱梁顶推施工为研究背景,基于Abaqus建立壳-实体接触混合非线性有限元模型,全面考虑材料非线性、几何非线性、边界非线性,准确分析支撑区域的力学行为。在此基础上,对比4种弹性垫层(I类橡胶垫、Ⅱ类橡胶垫、聚四氟乙烯板、钢板)的性能,分别分析4种弹性垫层对钢箱梁局部受力的影响、顶推施工中弹性垫层自身的受力特征、各弹性垫层对顶推施工的适用性,并给出钢箱梁顶推施工中弹性垫层选择的建议。