- 魏剑梅;陈鹏;张彦博;马帅;刘秀波;
轨道质量指数是区段轨道质量的评价方法之一。本文对比分析了多种归一化方法对于轨道质量指数的适用性，并基于中国干线铁路实测轨道不平顺数据对中国、荷兰、加拿大、法国和日本的五种既有轨道质量指数进行对比分析；提出了一种新的轨道质量指数NTQI(New Track Quality Index)，用以表征区段轨道质量控制情况。结果表明：五种轨道质量指数根据计算方法的不同可以划分为三类，基于标准差的轨道质量指数可以更好地表征区段轨道质量状态；NTQI具有可平均性，能够实现不同速度等级线路轨道质量状态的横向对比，以及多速度等级线路的轨道质量评价。通过计算NTQI的平均值可实现不同速度等级区段轨道质量状态的整体量化。
2024年05期 v.64;No.603 18-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1655K] - 刘维桢;秦航远;刘金朝;杨飞;戚志刚;
高速铁路大号码道岔具有侧向通过速度高、结构尺寸长的特点，相比18号等小号码道岔，其长波轨道几何不平顺的控制更为重要。利用轨道几何检测数据，基于Douglas-Peucker算法，针对大号码道岔心轨尖处由于组合廓形引起的轨距特殊突变现象进行针对性提取，实现了大号码高速道岔单元的准确划分；以单元内长波高低、轨向检测数据为依据，提出了针对长波高低、轨向不平顺的大号码高速道岔长波轨道几何不平顺评价方法，并针对CN系列大号码道岔FAKOP区段轨距加宽现象进行了有效处理，有效消除了轨距加宽所引起的轨向异常。经实测数据验证，大号码道岔长波轨向评价指标与列车过岔时晃车现象的关系相比长波高低评价指标更为密切，与传统认知相符。
2024年05期 v.64;No.603 24-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1260K] - 袁钰雯;杨县才;刘泽宇;钱瑶;徐井芒;
为了研究路基不均匀沉降对高速列车过岔时轮轨动力响应的影响，结合多体动力学和有限元法，考虑道岔多钢轨的相互作用及柔性变形，建立高速列车-道岔刚柔耦合动力学模型，分析路基不均匀沉降位置、沉降波长、沉降幅值、行车速度等因素对高速列车过岔安全性和平稳性的影响。结果表明：高速道岔区发生路基不均匀沉降会导致轮轨力和车体加速度增加，降低车辆过岔的安全性和平稳性，当路基不均匀沉降最大值位于尖轨顶宽15 mm断面时，对车辆过岔的动力学行为影响最大，轮载过渡段的长度较无路基不均匀沉降条件下延长25.64%；各项动力学指标随路基不均匀沉降波长增大而减小，随沉降幅值增大而增大；相比于区间线路，当道岔区发生路基不均匀沉降时，行车速度的变化对动力学响应的影响更大，尤其是轮轨横向力和车体横向振动加速度。
2024年05期 v.64;No.603 28-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1778K] - 马占川;
国内主流08-475型道岔捣固车在重型道岔捣固作业中存在起道力不足、起道后轨枕横向水平精度难以保证等问题。本文通过仿真计算分析了曲股第三轨起道点距直股第一轨、第二轨起道点的距离对道岔区起道能力及起道后轨枕横向水平精度的影响，起道点与后转向架中心的间距对起道效果的影响，起道后轨枕横向水平偏差对捣固效果的影响。研究结果表明：将曲股第三轨起道点距直股第一轨、第二轨起道点的距离由3根轨枕宽度调整至1根轨枕宽度，能有效提升捣固车起道能力和轨枕横向水平精度；增大起道点与后转向架中心的间距能有效提升起道能力；起道后轨枕横向水平偏差越大，捣固作业后枕下区域道床密实度越小。
2024年05期 v.64;No.603 34-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1849K] - 呼枭;阮利峰;胡晓宇;王健壹;康喆;王开云;
为明确国内某重载线路平面曲线参数能否满足列车运营速度由80 km/h提高到90 km/h的安全性要求，建立两种主要车型C80及C64的多体动力学模型，选取未平衡超高、缓和曲线长度以及夹直线长度三种参数进行了仿真计算分析。结果表明：对于C80货车，在既有线路平面曲线参数条件下，轮轨动态安全性能指标均小于限值，可满足提速运行的安全性要求，其中缓和曲线长度超过70 m时轮轨相互作用的变化趋于平稳；对于C64货车，夹直线长度为10 m时，90 km/h速度下，轮轨垂向力超出安全限值，而该线路中夹直线长度为10 m的路段普遍存在，因此不满足提速运行的安全性要求。适当降低欠超高可改善轮轨动态相互作用力；选取合适的缓和曲线长度可改善轮轨动态相互作用并降低工程成本，建议取70 m；考虑到提速后以C64货车为代表的转K2转向架货车轮轨垂向力较大，夹直线长度不宜小于60 m。
2024年05期 v.64;No.603 39-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 2134K] - 唐其桂;庞远超;金鑫;李阳腾龙;陈豪;蔡梦南;
以整体优化抬落道量最小为目标进行纵断面重构时，由于纵断面整体优化中各线元数学模型不同，拟合后的线元连接处会存在错位现象，不满足相邻线元首尾相接的平顺性条件。因此，本文提出了利用引入相切条件的方向加速（Powell with Tangent Condition,PTC）法来重构纵断面线形。首先利用方向加速（Powell）法进行各线元拟合优化，然后对竖曲线圆心坐标进行调整，通过调整后的圆心坐标重新计算纵断面竖曲线半径及直圆点和圆直点坐标，使竖曲线与左右两侧相邻直线坡段相切。对比利用PTC法与传统的曲率分段结合最小二乘法重构线形的抬落道量，结果表明，PTC法对线路重构的扰动更小，优化效果更好，在减小抬落道方面有显著优势。通过动力学仿真对比Powell法和PTC法优化线形后的车体动力学指标，结果表明，PTC法重构纵断面所得的线元连接处平顺性显著提高，各车体动力学性能指标明显减小，车辆运行的安全性和舒适性得到明显改善。
2024年05期 v.64;No.603 46-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1714K] - 王森;曹跃华;肖宏;
在一重载铁路重车方向直线段选取长100 m的试验段，铺设枕下胶垫进行现场试验，对比了铺设枕下胶垫道床与普通轨枕道床阻力，并建立枕下胶垫-有砟道床仿真模型，从道砟颗粒运动特性、颗粒间接触力和道床应力水平三个方面探讨枕下胶垫与有砟道床的相互作用机理。现场试验结果表明：铺设枕下胶垫道床横向、纵向阻力均略大于普通轨枕道床，且两者均满足TB 10625—2017《重载铁路设计规范》要求；铺设枕下胶垫道床振动加速度平均值比普通轨枕道床减小36.09%。数值模拟结果表明：列车荷载作用下铺设枕下胶垫道床道砟颗粒振动加速度峰值比普通轨枕道床减小10.02%；铺设枕下胶垫可以降低列车峰值荷载对枕下20～35 cm深处道砟颗粒的影响；铺设枕下胶垫道床道砟颗粒平均接触力比普通轨枕道床减小20.19%，接触力分布更均匀；铺设枕下胶垫可减缓轨枕对道床的振动冲击，使道床平均应力减小26.52%。综上所述，铺设枕下胶垫可以明显减少道砟的破碎及粉化。
2024年05期 v.64;No.603 52-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 1805K] - 贺天龙;
以西安地铁16号线一期工程沙河滩车辆段规划上盖小学建筑区域为工程背景，开展不同车速下轨道结构减振响应现场测试，并与普通碎石道床进行对比，利用分频振级和最大Z振级两种评价指标研究弹性轨枕与道砟垫有砟轨道结构的组合减振效果。结果表明：采用弹性轨枕减振垫碎石道床时，曲线地段钢轨和轨枕的垂向加速度比直线地段有明显增大，而地表加速度差别不大；随着列车速度增大，钢轨、轨枕和地表的垂向加速度总体呈增大趋势，曲线地段加速度变化波动明显，建议该曲线地段列车运行速度小于15 km/h；弹性轨枕减振垫碎石道床减振频段为4～100 Hz，与普通碎石道床相比，两种减振指标条件下弹性轨枕减振垫碎石道床的减振效果均达12 dB以上，减振效果良好。
2024年05期 v.64;No.603 59-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1479K] - 赵丽萍;易正红;娄会彬;暴金龙;任西冲;
针对国内有轨电车无枕式扣件调高量不足、共享路权地段扣件强度尚待加强等问题，提出了一种新型有轨电车扣件系统，并对该扣件进行了有限元分析和室内试验。该扣件系统为弹性不分开式有挡肩扣件，其中基板和调高座采用玻纤增强聚酰胺材料注塑成型，在保证承载力的前提下提高了基板和调高座的防腐蚀性和绝缘减振性；其余零部件为国铁标准件或地铁通用件。该扣件垂向调整量为0～+20 mm，轨距调整量为-12～+8 mm，调整极差为1 mm。计算和试验结果表明：本文研发的新型有轨电车扣件系统关键零部件受力和变形满足要求，结构可靠；300万次荷载循环后各零部件无损伤，无失效；能满足有轨电车对扣件系统调整量、强度和可靠性的要求，性能稳定，维修养护方便。将该扣件系统应用于实际工程，通车运营三年，服役状态良好。
2024年05期 v.64;No.603 64-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1313K]
- 庞志强;高芒芒;李国龙;杨静静;杨飞;李秋义;
为保证铺设纵连式无砟轨道的桥梁沉降区运营期内的列车动力性能，基于某高铁线路长期沉降监测数据，分析并归纳了运营阶段桥梁沉降特点，建立车辆-轨道-桥梁动力耦合振动模型，分析不同桥梁沉降形式对列车动力响应影响，并提出运营期间高铁桥梁沉降阈值。结果表明：桥梁差异沉降包括桥墩差异沉降和路桥路基段差异沉降。桥墩沉降主要以单墩、双墩及多墩交叉升降为主；路桥路基段沉降包括过渡段台阶式不均匀沉降和路基余弦型不均匀沉降。列车行驶于单墩抬升区域时引起的列车动力响应最大；路基余弦型不均匀沉降比过渡段台阶式沉降对列车振动更不利。基于列车行车动力响应，综合考虑当桥梁发生5 mm徐变时，铺设纵连式无砟轨桥梁桥墩差异沉降阈值为10 mm，桥后45 m范围内路桥路基段不均匀沉降阈值为8 mm。
2024年05期 v.64;No.603 69-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1982K] - 何飞虎;张阳;杨金栋;邱俊峰;
超高性能混凝土（Ultra-high Performance Concrete,UHPC）节段预制拼装梁接缝位置钢筋及钢纤维不连续，使得接缝截面的抗剪性能与连续截面有显著差异，影响桥梁整体受力性能。为研究直剪作用下UHPC键齿接缝的抗剪性能，本文对4个UHPC两键齿接缝试件进行了双面直剪试验，研究侧向应力（5～10 MPa）、接缝类型（干、胶接缝）对UHPC键齿接缝抗剪性能的影响。试验结果表明：UHPC键齿胶接缝的极限抗剪承载力随侧向应力的增大而增大，但侧向应力对接缝刚度的提升较小；干接缝由于匹配效果较差，呈现典型的分步剪切破坏模式。采用ABAQUS有限元分析软件建立了数值分析模型，分析结果表明：UHPC键齿胶接缝的抗剪承载力随UHPC强度的增大而增大，相较于抗拉强度，抗压强度对键齿胶接缝极限抗剪承载力的提升更为明显；键齿构造对键齿胶接缝极限抗剪承载力的影响较小，当键齿间高比和深高比均为0.5时键齿胶接缝的极限抗剪承载力最优。
2024年05期 v.64;No.603 76-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1855K] - 李刘昊;柴生波;郭昆;刘刚;
为了提高多塔斜拉桥的结构刚度，在现有斜拉索布置方式的基础上，提出了交叉索+非对称索面的组合布置方式。利用有限元软件ANSYS建立多塔斜拉桥有限元模型，研究在高跨比、中边塔高比、中塔刚度及主梁刚度变化的情况下，新型斜拉索布置方式对主梁和桥塔变形所产生的影响。结果表明：在用钢量相同的条件下，与传统布置方案、交叉索布置方案和非对称索面布置方案相比，采用新型布索方案后中塔的塔顶水平位移分别减小了9%、1%和20%，加载跨挠度减小了19%、15%和11%。以非对称索面为基础，调整高跨比、中边塔高比、中塔刚度及主梁刚度，当交叉索设置在距中塔0.7L(L为主跨长度)左右时，中塔塔顶偏位和加载跨挠度达到最小值，对结构整体刚度提升效果最优，与理论计算结果相吻合。非对称索面的多塔斜拉桥结构刚度随交叉索设置数量的增加呈先增后减的趋势。
2024年05期 v.64;No.603 83-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1310K] - 白元光;史修朋;宁正芳;白元斌;李楠;
以一座新建铁路上跨既有铁路钢横梁门式墩为背景，建立有限元模型，从受力和经济方面对正交布置、斜交布置两种形式钢横梁门式墩进行分析。结果表明：采用斜交布置虽然能够减小钢横梁跨度，但是需要增加横梁宽度来满足相关规范的构造要求；斜交布置的钢横梁截面强度较大，安全储备高，但是纵向及横向刚度较低；斜交布置钢横梁框架墩的每延米费用高，正交布置的综合概算高。门式墩布置形式选型中应结合新建线路与既有线路的交角大小、场地情况等，选择合理的布置形式，在满足结构安全的前提下达到经济效益最大化。
2024年05期 v.64;No.603 88-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1273K] - 钟少杰;李敏方;王伟;魏培勇;徐鹏;李婷;梁训美;
与传统桥台相比，加筋桥台结构轻便、造价经济、抗震性能优越，然而国内规范缺少针对地震与墙顶荷载共同作用下加筋桥台稳定性的计算方法。基于极限分析上限定理，本文对地震与墙顶荷载同时作用下整体式面板加筋桥台的安全系数进行计算分析，研究地震加速度系数、筋材强度与间距、墙顶荷载等因素对加筋桥台稳定性的影响。结果表明：墙顶荷载作用下，水平地震加速度系数由0增大到0.4时，安全系数降低约10%。竖向地震惯性力向下时安全系数小于向上时的安全系数；安全系数随筋材竖向间距的增大而减小，当筋材竖向间距小于墙高的5%时减小趋势明显；当筋材长度超过墙高的70%后，长度对安全系数的影响减弱，仅当筋材设计强度超过20 kN/m、筋材竖向间距小于0.2 m时安全系数出现增大趋势；安全系数随墙顶荷载的增大呈倒V形分布，当墙顶荷载为2倍墙体自重时安全系数取得最大值。
2024年05期 v.64;No.603 94-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 1358K] - 顾惠明;陈涛;宋宇亮;
依托沪苏通长江公铁大桥辅助墩顶钢梁施工工程，提出水中墩台顶短滑道梁上钢梁节段架设技术，滑道长度显著短于梁段总长，避免了扩大支架范围、设置水中立柱，并通过设置配重水箱及拖拉、顶升设备，在墩顶3个整节段钢梁架设及悬臂端合龙施工过程中，大幅提升了滑道梁及设备利用率，实现了整体姿态和线形的灵活调整。在节段三桁上下弦变形不匹配的条件下通过采用合理的对接方案，可以在提高临时结构利用率、保障安全性的同时，实现节点高效精准对接。
2024年05期 v.64;No.603 100-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1383K]
- 刘俊;张宝文;
铁路设计在确定线路走向及工点设计时要考虑众多因素。选取襄荆（襄阳—荆门）高速铁路通过高陡边坡危岩落石典型段落，从线路方案、工程地质、投资概算、环保水保等七个方面对深路堑结合短隧道、长隧道两种方案进行比选，得出在风险可控条件下长隧道方案更优。采用层次分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP），得到线路、路基、桥梁、隧道、地质、投资概算及环保水保7个评价指标的权重，并通过评价指标判断矩阵得出长隧道方案综合得分高于短隧道方案，与工程比选结果一致。
2024年05期 v.64;No.603 104-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1193K] - 张金存;刘乃康;林棋文;
为研究重载列车振动荷载作用下隧底下伏煤层对隧道的影响，结合现场监测结果梳理隧道病害类型及原因，通过数值模拟分析隧底结构与下伏煤层的动力响应，提出病害处治措施。结果表明：隧底病害主要为基底围岩不密实、空洞引起的不均匀沉降；产生病害的原因为列车振动荷载作用下节理裂隙发育的软弱煤层承载力降低；仰拱中心最小安全系数不满足规范要求，在煤层应力状态持续恶化的情况下结构可能发生破坏。结合工程经验，采取打设锁脚锚管、基底注浆处治措施，效果良好。
2024年05期 v.64;No.603 108-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1584K] - 汪明;许贵阳;白堂博;
针对铁路隧道洞口仰坡地质条件复杂，排水沟时常堵塞问题，基于改进YOLO v7模型构建了铁路隧道仰坡排水沟状态智能检测方法。将原YOLO v7模型检测头中的传统卷积替换为全维动态卷积，使模型更有效捕捉和识别排水沟图像中的小目标，增强模型对特征的提取能力。将自适应矩阵估计优化器更换为自适应矩阵估计-权重衰减优化器，可解决原模型可能出现的梯度消失问题，显著提高模型的泛化能力。采用层归一化算法替换批量归一化算法，有助于增强模型训练的稳定性。将修正线性单元激活函数调整为高斯误差线性单元激活函数，能够提高模型识别的平均精度。利用无人机拍摄的排水沟图像，将改进后模型与现有常见模型对五类检测目标的识别结果进行了对比。改进后模型对五类目标识别的精确率大部分在0.9以上，且其识别的平均精度、召回率均高于现有常用模型。改进后模型识别精确率更高，检测稳定性更好，满足铁路隧道仰坡排水沟检测需求。
2024年05期 v.64;No.603 114-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 1276K] - 王彪;朱德勤;张硕;于茜;柳飞;杨晓辉;张斌;
以一新建双线盾构隧道近距离下穿既有暗挖隧道为工程依托，通过数值模拟分析既有隧道结构的变形规律，确定变形控制关键区域，布设自动化监测点。将自动化监测值与数值模拟值进行对比分析，及时对异常数据进行去噪处理，必要时调整数值计算模型，确保无人工复测数据验证时自动化监测数据的可靠性。确定监测数据可靠后，再对关键工序（如二次注浆等）既有隧道结构进行高频实时自动化监测，及时分析既有隧道变形情况，调整施工参数，从而实现对既有隧道结构变形的精准控制。
2024年05期 v.64;No.603 119-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 1331K] - 程雪松;盛鲁腾;郑刚;王瑞坤;张雨明;付瑞心;仲志武;杜一鸣;
天津地铁6号线入出段线盾构隧道上穿既有隧道，通过现场实测和数值模拟对既有隧道结构变形规律、变形影响因素、不同变形控制措施的效果进行了研究。结果表明：盾构上穿过程中既有隧道竖向位移整体呈现出隆起-沉降-隆起的变化规律；刀盘距叠交部位断面距离L=2.0D(D为隧道直径)时，叠交部位断面轴力达到最大值，L=0～2.0D时，叠交部位断面弯矩逐渐由L≤0时的横8字形转变为L≥2.0D时的三叶草形；新建隧道与既有隧道的叠交角度在15°～60°、竖向净距小于1.0D时，既有隧道竖向位移受新建隧道影响较大，实际工程中应使叠交角度大于60°，竖向净距大于1.0D；设置支撑台车后，支撑台车影响范围约为2倍台车长度，在影响范围内横断面位移得到控制，但随着支撑台车离开，原来位置处对位移的控制效果逐渐消失；与不注浆相比，深孔注浆加固后既有隧道竖向位移最大值和水平位移最大值分别减小了67.4%、76.0%。
2024年05期 v.64;No.603 123-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 1830K] - 陈子娟;张文旭;高天涯;尹子熙;汪优;
依托南通轨道交通1号线孩环区间（孩儿巷站—环城东路站）三线并行小净距盾构隧道工程，采用离散元法（Discrete Element Method,DEM）—有限差分法（Finite Difference Method,FDM）耦合的数值仿真，分析桩基础长度、桩隧距对桩基础变形的影响。结果表明：三线小净距隧道施工会引起邻近桩基沉降；桩底和隧道顶部位于同一深度时，桩基水平位移最大值出现在桩底，桩基变形以倾斜为主；桩底与隧道底部位于同一深度和桩底位于隧道底部以下时桩基水平位移最大值出现在隧道轴线位置，桩基变形以弯曲为主，但桩底位于隧道底部以下时桩基对隧道施工表现出更强的敏感性；三种长度的桩基最大拉应力所在截面靠近隧道一侧和远离隧道一侧拉压应力状态均完全相反；桩长一定时，随桩隧距增大，桩基的沉降、最大水平位移、最大轴向拉应力均减小。
2024年05期 v.64;No.603 129-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 1459K]