- 谢浩然;寇胜宇;徐凌雁;黄杰;刘燕飞;
以昌赣客运专线主跨300 m混合梁斜拉桥为研究对象，考虑结构层间非线性约束特征，建立桥塔、斜拉索、梁体、支座、墩台、剪力钉、底座板、限位凹槽弹性垫板、减振弹性垫层、道床板、扣件、钢轨等全要素大跨度斜拉桥-无砟轨道系统精细化有限元模型，研究附加荷载作用下结构附加力。基于Miner准则，探讨列车动载、无砟轨道设计参数以及时变温度作用下无砟轨道动力疲劳特性。结果表明：在斜拉桥端部设置钢轨伸缩调节器并采用小阻力扣件可满足钢轨强度要求，挠曲荷载下钢轨最大拉应力位于桥塔附近，制动荷载下钢轨最大拉应力位于主梁跨中；列车动载下轨道结构间相对位移最大值均不超过1.0 mm。主梁跨中道床板板底受拉，最大拉应力0.74 MPa，桥塔处底座板板底受拉，最大拉应力1.15 MPa；提高弹性垫层刚度可有效提高道床板疲劳寿命，增大扣件竖向刚度可增强钢轨与道床板间连接，提高钢轨寿命，列车时速增加会增大轨道结构动应力幅，降低疲劳寿命；时变温度作用下最大温度梯度发生在道床板，耦合列车动载后底座板结构受力更显著，但仍满足混凝土抗拉强度设计要求。
2022年09期 v.62;No.583 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 1851K] - 易强;刘伟斌;张宏程;施成;宁娜;
针对隧底结构上拱变形容易导致双块式无砟轨道产生离缝或裂纹的问题，提出单元式道床板结构。采用双线性内聚力模型，计算分析隧底上拱条件下单元式道床板与隧底仰拱回填层之间黏结作用和预埋钢筋对轨道结构受力、变形以及层间状态的影响规律，并与纵连式道床板进行对比。结果表明：对于单元式道床板，层间黏结作用可有效抑制离缝的产生，黏结附加力使得道床板拉应力略有增大；层间初始黏结作用良好条件下预埋钢筋对轨道结构受力及变形影响不显著，上拱幅值过大使得层间黏结失效后预埋钢筋可改善层间状态。与纵连式道床结构相比，单元式道床板应力水平明显降低，离缝范围较小，层间离缝主要位于上拱中心板端位置。
2022年09期 v.62;No.583 9-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1482K] - 刘振宇;邓逆涛;李泰灃;陈锋;王李阳;
以沪昆高速铁路典型路桥过渡段为例，通过轨道线形测量、现场监测、现场调研、数值模拟等手段，分析CRTSⅡ型板式无砟轨道台后锚固结构上拱变形原因。结果表明：台后锚固结构上拱变形主要是因为路基上拱及横向挡块受温度纵向力传递的影响；自竣工以来研究区段存在路基上拱变形现象，且在路桥结合处较为显著，路基土层中1～2 m范围上拱量占总上拱量的90%；过渡段中部摩擦板上拱变形随温度的周期性变化而变化，推测是由于横向挡块阻挡温度纵向力传递所致，靠近大端刺附近的摩擦板变形在-1～1 mm振荡，随温度变化影响不显著；绑定横向挡块纵向位移时，最大上拱变形为5.23 mm。
2022年09期 v.62;No.583 14-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1251K] - 朱小雪;徐井芒;闫正;陈嘉胤;王平;
针对高速铁路18号道岔，分别采用迹线法、三维非赫兹滚动接触理论、车辆-道岔耦合动力学模型计算分析车轮不对称磨耗对岔区轮轨接触几何关系、轮轨接触力学行为特征、车辆直逆向过岔动力学性能的影响规律。结果表明：当尖轨、基本轨两侧车轮不对称磨耗时，会出现明显的正负锥度突变现象，轮轨法向接触应力增大；当尖轨侧车轮比基本轨侧磨耗严重时，转辙器区会出现较为明显的轮对横移现象，轮轴横向力、脱轨系数及横向Sperling指数、磨耗指数等指标均增幅明显，其中尖轨侧车轮比基本轨侧磨耗严重且为同相磨耗时，结果最为不利。
2022年09期 v.62;No.583 19-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1250K] - 周韶博;尹利钧;杨光;李英奇;刘佳朋;赵鑫;
采用GPM-30双盘试验机，利用U71MnG钢轨和ER8车轮材料开展钢轨试样表面预制硌伤的滚动疲劳试验，对试验后不同深度的圆锥形、方锥形、球形、长条形硌伤的表面形貌和内部伤损特征进行对比分析。结果表明：钢轨试样硌伤疲劳扩展形成的局部滚动接触疲劳伤损包括表面裂纹、浅层剥离和深层掉块；硌伤的滚动疲劳扩展与其初始深度和外形的尖锐程度密切相关；球形硌伤发生滚动接触疲劳的可能性最小，圆锥形和长条形硌伤的可能性最大；硌伤进一步扩展为局部滚动接触疲劳伤损的临界深度约为150μm。
2022年09期 v.62;No.583 25-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1240K] - 詹新伟;王树青;杜吉康;
通过分析在线热处理AT钢轨的跟端锻压段热处理中存在的问题，针对性地设计了采用锻压段全断面中频电感应加热、轨头喷风冷却及轨腰和轨底空冷的新工艺，设计和制造了包含机械送轨装置、可开合的喷风冷却装置、带矽钢片感应加热器的锻压段热处理新装备。通过新工艺和新装备进行热处理后，母材为在线热处理AT钢轨的跟端锻压段的轨头顶面硬度、软化区宽度、轨头横断面硬度、轨头拉伸强度、脱碳层、显微组织、晶粒度、疲劳性能等性能指标均达到了TB/T 2344.3—2018《钢轨第3部分：异型钢轨》的要求。该新型热处理工艺及装备在多个道岔制造企业得到了应用，效果良好。
2022年09期 v.62;No.583 30-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1172K] - 闫子权;刘炳彤;孙林林;崔树坤;肖俊恒;张欢;
以WJ-8型扣件W1型弹条为研究对象，通过锤击试验对不同安装状态下弹条固有频率进行研究。结果表明：弹条中部前端下颚与绝缘轨距块刚接触时弹条固有频率最大，二者间隙越大，弹条的固有频率越小；紧固扭矩过大使弹条产生塑性变形，进而使弹条固有频率降低；弹条初次安装若扭矩过大产生塑性变形，再次安装时弹条的固有频率降低约20 Hz；现场弹条由于安装状态不同导致其固有频率的差异最大约为65 Hz，弹条固有频率分布范围较广，应对弹条的安装状态进行控制，尤其应避免弹条扭矩过大情况。
2022年09期 v.62;No.583 35-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 972K] - 蔡世生;郄录朝;崔树坤;张欢;李子睿;刘炳彤;贺志文;
为解决重载铁路WJ-12型扣件弹性垫板压溃、疲劳后扣件静刚度变化率超限、混凝土轨枕承轨面磨损等问题，对现有热塑性聚酯弹性体（Thermoplastic Polyester Elastomer,TPEE）垫板进行结构优化设计。优化后，TPEE垫板的厚度和面内尺寸保持不变，单个凸台面积增大。采用有限元软件建立TPEE垫板静刚度计算模型和钢轨-TPEE垫板-轨枕耦合模型，对优化前后TPEE垫板的静刚度和TPEE垫板与轨枕的耦合应力进行计算，并通过室内试验对比优化前后TPEE垫板及扣件的静刚度和300万次疲劳试验后的静刚度变化率。结果表明：优化后，TPEE垫板静刚度为47.3 kN/mm，疲劳试验后的TPEE垫板和扣件静刚度变化率均小于20%，满足规范要求；优化后TPEE垫板和轨枕表面受力更为分散、合理，二者相互作用减小。
2022年09期 v.62;No.583 39-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1070K] - 李秋义;方杭玮;李子睿;
为满足钢桁梁明桥面板式无砟轨道用扣件弹性和轨距调整量的要求，研发了MQ-2型扣件。该扣件采用无挡肩、弹性分开式结构；轨下垫板静刚度设计值为（100±10）kN/mm，轨距调整量设计值为-8～+8 mm，钢轨调高量设计值为-4～+20 mm；通过更换不同类型的弹条、轨距块和轨下垫板，扣件可实现三种钢轨纵向阻力，以满足不同工况无缝线路设计需求。经室内试验，该扣件的轨下垫板静刚度、动静刚度比、疲劳后静刚度变化率均满足设计要求；扣件轨距变化量、组装静刚度变化率均满足规范要求；钢轨纵向阻力、预埋套管抗拔力、绝缘性能的测试值均满足设计要求。该扣件已在广州南沙港铁路跨洪奇沥水道特大桥上应用，该铁路自开通运营至今，已完成2.1万个标准集装箱运输，列车通过该桥时安全平稳，轨道几何形位良好，扣件结构稳定可靠。
2022年09期 v.62;No.583 43-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 930K] - 张志川;刘秀波;强伟乐;陈茁;张彦博;魏剑梅;
通过研究动静态波形对齐算法，对动静态轨道不平顺数据进行预处理，利用时域和频域方法研究动静态检测数据的相关性并分析其差异产生的原因。结果表明：动静态高低、轨向相关系数在0.60～0.80，属于强相关；动静态轨距、水平、三角坑相关系数不小于0.90，属于极强相关。动静态高低、轨向谱密度有明显差异，主要是动静态高低和轨向测量基准不同引起的；动静态水平和三角坑谱密度在波长10 m以上接近，在10 m以下差异较大，主要是左右轨下刚度差异引起的；动静态轨距谱密度比较接近。动静态高低、轨向在波长5～25 m内的相干函数大于0.8，在25～100 m内大于0.6，在5 m之下波动较大；动静态轨距水平、三角坑在波长5.2～100 m内的相干函数大于0.8；动静态轨距在波长2.8～100 m内的相干函数大于0.8。
2022年09期 v.62;No.583 47-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1877K] - 李鹏飞;孙万军;张志国;杨高舰;吕鹏;
结合大莱龙（大家洼—莱州—龙口）铁路扩能改造工程，针对路基翻浆冒泥区段，提出采用聚氨酯胶凝碎石复合层+上下双层土工布包裹的整治方法，对该加固技术的基本原理、加工工艺流程、加固关键技术、加固质量控制等方面进行了详细介绍。结果表明：该加固方法不需要撤除轨枕和专门的振捣养护措施，可以在运营线路天窗作业时段组织完成，且能有效防止水分进入级配碎石层而渗入侵蚀路基，还具有良好的弹性变形和耗能作用，改善效果显著。
2022年09期 v.62;No.583 52-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1048K]
- 王新让;袁磊;张岩;李克冰;李承君;
为了便于分析有砟道床重载铁路桥梁线桥的偏心效应，在现有设计活载偏载系数理论计算方法的基础上，推导了考虑运营阶段线桥额外偏心的活载弯矩偏载系数计算式，并就曲线半径、列车运行速度、曲线超高、道砟厚度、线桥偏心等因素对活载弯矩偏载系数的影响进行了分析。结合现场实测32 m双片式简支T梁的活载弯矩偏载系数，对比了采用空间多层梁格法计算和理论计算式的结果，不同行车速度下梁格法计算结果与实测值吻合更好，仅当行车速度80 km/h左右时，梁格法计算与理论计算式的结果一致。总体上看，线桥偏心使得偏心侧活载效应增大，由于曲线上线路相对桥梁多发生向曲线内侧的偏心，对32 m梁来说在一定程度上缓解了设计状态更为不利的外梁受力；而道砟超厚则使得内梁和外梁的二期恒载效应均明显增大，对两片梁受力均不利。
2022年09期 v.62;No.583 56-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1285K] - 刘吉元;
剪力铰是一种只传递剪力、不传递弯矩的构造，在铁路桥梁中首次成功应用于成昆线旧庄河1号桥。剪力铰的受力较为复杂，使用过程中其主要部件预应力粗钢筋发生了多次破断。本文分析了剪力铰“左右块体+竖向预应力粗钢筋”构造，进行了外观状态检查、桥面线形测量、三向相对位移测试和粗钢筋应力测试。结果表明：部分粗钢筋管道中长期存水，导致粗钢筋存在局部锈蚀的可能；剪力铰处的桥面下挠达到118 mm，列车通过时的冲击作用明显增大；剪力铰两侧最大竖向位移差达到0.64 mm，即粗钢筋力值差为59.6 kN，接近预应力螺纹钢筋容许疲劳力值，长期疲劳荷载作用下疲劳断裂的风险加剧；粗钢筋有效预应力均高于设计值，最大值高出100%(153 kN)，但远小于其极限承载力668 kN，粗钢筋发生极限承载力破坏的可能性较小。结合影响剪力铰粗钢筋破断的因素，提出了剪力铰养护维修的指导建议。
2022年09期 v.62;No.583 61-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1059K] - 莫朝庆;钟海;
常德市沅江六桥为双塔自锚式悬索桥，主桥跨径380 m，总长830 m。本文从桥型和跨径的选择到结构设计介绍了桥梁方案，并从大桥抗风、抗震和组合桥面疲劳性能三个方面介绍了大跨度自锚式悬索桥设计中的关键技术问题。采用流体动力学数值分析方法对主梁断面三分力系数、颤振临界风速等性能指标进行计算，大桥抗风性能满足要求。考虑纵向+竖向地震作用和横向+竖向地震作用两种工况，分别按反应谱法和时程分析法进行桥梁抗震分析，主梁、墩塔强度均满足抗震要求。桥面采用钢-超高性能混凝土轻型组合桥面，对桥面板进行疲劳验算，组合桥面各构造细节应力幅均满足规范要求，并且能大幅减少应力幅。
2022年09期 v.62;No.583 66-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1119K] - 杨建伟;
采用MIDAS有限元软件建立京雄城际铁路跨径112.5 m的简支钢箱系杆拱桥模型，计算了静载作用下该桥的受力性能、自振频率和振型。对该桥进行了静载试验、动力特性试验和动载试验，对比分析了有限元模拟计算值和实测值。结果表明：静载作用下钢箱系杆拱桥各控制截面的挠度和应力的实测值与计算值相符，校验系数均小于1.0；结构受力变形对称性良好；自振频率和振型的实测值与计算值基本一致，结构整体刚度良好；动载作用下桥梁各项动力学性能指标均小于规范值，且各项指标与行车速度关系不明显。可见，钢箱系杆拱桥静动载作用下受力性能良好，可应用于城际铁路桥梁建设。
2022年09期 v.62;No.583 70-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1381K] - 齐杰夫;
以主跨430 m独柱式双塔双缆空间索面悬索桥顶推施工中拉锚器为研究对象，采用直接建模法建立有限元模型，阐述拉锚器与主梁连接的传力路径，研究拉锚器的局部受力状态并开展参数分析。结果表明，采用直接建模法简化拉锚器局部构件的分析方法具有概念清晰、计算快捷且安全可靠等特点；顶推牵引力在拉锚器各构件钢板间的传递使得拉锚器区域应力状态发生连续改变，各部件的合理尺寸设计是保障受力安全的前提条件。主受力腹板厚度对局部应力影响比较敏感，考虑板材厚度对强度的削弱影响，建议在适当增加主受力腹板厚度基础上增加加劲板的厚度来提高拉锚器的安全储备。
2022年09期 v.62;No.583 75-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1291K] - 孙星;杨翔;张康康;何伟;
为研究温度对市域铁路箱梁桥预制拼装梁段混凝土浇筑的影响，采用数值模拟方法分析预制拼装梁段混凝土浇筑后的早期温度场，研究预制拼装梁段在不同养护条件下水化热与环境温度耦合作用的热-结构耦合应力。结果表明：在不同养护条件下拼装梁段混凝土早期温度场分布规律一致，由于顶板与腹板连接处混凝土体积较大，使得内外温差最大，温度应力较大；冬季采用蒸汽养护的方式可以提高混凝土早期强度，延缓最高温度、最大温差和最大温度应力发生时间，降低内外温差；夏季采用喷淋养护方式可以加速热量流失，减小混凝土内外温差，降低混凝土表面应力，减小混凝土表面开裂的风险。预应力孔道有助于混凝土箱梁节段内部热量散发，降低混凝土内部最高温度，减小内外温差，从而降低混凝土开裂风险；温度应力峰值发生在最高温度及温差最大值之后，存在一定的滞后性。
2022年09期 v.62;No.583 80-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 1232K] - 谢开仲;梁栋;谢松茂;魏勇;
以一座铁路上承式钢管混凝土劲性骨架拱桥为对象，对Pushover方法在抗震性能评估中的适用性进行研究。首先，根据桥梁的结构特点选取适宜的加载模式以及控制节点进行Pushover分析得到结构的能力谱曲线；然后，根据选取的地震波建立需求谱曲线，基于能力谱曲线迭代求解结构的性能点，将性能点求解的拱肋线形、应力与非线性时程分析结果进行对比验证；最后，基于刚度退化模型提出劲性骨架拱桥地震损伤模型，采用损伤指数对劲性骨架拱桥地震损伤程度进行量化，并对不同地震烈度下结构地震损伤进行评估。结果表明：拱肋线形Pushover方法与非线性时程分析的计算结果比较接近；两种方法在拱肋应力突变位置以及屈服位置比较接近；结构在0.3g、0.4g地震作用下基本完好，0.8g时产生了轻微损伤，4.0g地震作用下桥梁严重破坏。Pushover方法与非线性时程分析结果的对比验证了Pushover方法应用于大跨度劲性骨架拱桥抗震性能评估的可行性。
2022年09期 v.62;No.583 87-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 1295K] - 叶德炳;翁方文;
泉州湾跨海大桥主桥为国内首座跨海高速铁路双塔双索面钢-混结合梁斜拉桥，全长采用混凝土桥面板+槽形钢箱梁的结合梁结构。结合现场施工环境及设备资源对总体设计方案进行优化调整，将边跨77.9 m大节段吊装调整为对称悬臂拼装；将标准节段钢梁与桥面板先结合再吊装整节段调整为先吊装后结合，解决了吊机吊重问题；利用变幅吊机对桥面中板及部分超重拉索进行吊装；应用拉索导向装置解决了有限桥面宽度下拉索展索的施工困难。通过工艺优化调整，在保证施工质量、安全的同时有效缩短了斜拉桥施工工期，节约了施工成本，达到了预期结果。
2022年09期 v.62;No.583 93-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1222K] - 黄春峰;
为了研究铁路桥梁大直径高强度预应力混凝土管桩与承台的连接力学性能，依托新建沪苏铁路苏湖特大桥，对焊接钢筋和预埋套筒两种连接构造开展静力对比试验。采用现场足尺模型进行水平推力试验，加载方法为单向多循环法。通过试验得到荷载-位移曲线及节点混凝土和连接钢筋的应力-荷载曲线，分析其承载能力及力学性能。结果表明：在水平力产生的弯矩下，焊接钢筋法节点混凝土塑性发展迅速，结构应力增长快，连接钢筋受力不连续，未充分发挥受拉作用；预埋套筒法的节点局部变形量较小，节点混凝土塑性开展区域有限，结构延性较好，机械连接钢筋受力连续，连接钢筋在管桩与承台交界截面处受拉状态明显；焊接和机械锚固钢筋的最小长度建议值分别为30、20 cm（不含锚固长度）。综合比较，管桩与承台使用预埋套筒连接，承载能力更高，结构力学性能更优。
2022年09期 v.62;No.583 97-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1319K] - 李文;季城;张音;李志光;余自若;申耀杰;韩冰;
为研究氯离子干湿循环对带裂缝超高性能混凝土（Ultra High Performance Concrete,UHPC）梁的影响，在UHPC梁中预制弯曲裂缝，浸泡在5.0%的NaCl溶液中进行干湿循环试验，而后测试其力学性能，并取样测定裂缝及其两侧的氯离子和化学结合水含量。结果表明：带裂缝的钢筋UHPC梁经过氯离子干湿循环后，材料内部发生了再水化，构件的抗裂性、极限承载力和刚度均有提升；氯离子在裂缝处沿梁体纵向扩散范围与裂缝宽度、干湿循环时间无关；由于UHPC材料的高致密性，氯离子从裂缝处沿梁体表面的扩散范围及向裂缝深处的扩散范围均低于普通混凝土，带裂缝的UHPC构件具有优良的抗氯离子渗透性能；钢筋UHPC构件的初始裂缝宽度较小时，再水化作用可在一定程度上修复裂缝，但初始裂缝宽度超过0.35 mm时无法修复。
2022年09期 v.62;No.583 103-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1059K]