基于千米级桥上静态轨道不平顺均值谱的长波管理限值
徐伟昌;时瑾;周丽;谭社会;为完善运营期高速铁路大跨度桥梁轨道不平顺标准，基于五峰山长江大桥运营期实测线形数据，构建大跨桥静态轨道不平顺谱，分析长波不平顺引起车体动力响应的有效波长成分，给出适应运营期轨道静态长波不平顺控制的管理标准。结果表明：轨道静态不平顺谱包含大跨桥轨道线形全波段信息，均值谱反演能有效表征大跨桥线形变化特点；临界滤波波长随着速度提高而逐渐增大，在200～350 km/h速度下为120～210 m；列车的敏感波长与车速正相关，在200～350 km/h速度下为64～128 m,60 m中点弦能控制40～120 m波长范围，可作为管理标准制定的最优弦长；250 km/h速度下轨道静态长波不平顺的Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级管理标准分别为10、19、28 mm。该管理标准在五峰山长江大桥和沪苏通长江大桥的验证中表现良好，可有效服务于运营期轨道线形评估和管理。
基于CPCIE的搭载式无人化巡检系统研制
苟云涛;顾子晨;韩强;王昊;王凡;宋浩然;针对铁路天窗时间少、现有轨道状态巡检系统较依赖人工操作的客观现状，本文研制了基于CPCIE(Compact PCI Express)总线结构的无人化巡检系统，该系统可以搭载在铁路运营车辆上。设计了巡检系统无人化采集及图像处理技术方案，通过对电子标签、机车控制信号等信息的抓取实现系统自主运行，并针对无人化运用工况开发了扣件异常、道床异物等识别算法。试验测试结果表明：该系统满足时速160 km铁路运营客车的搭载运用需求，可以实现图像的高速采集和压缩，能够根据线路情况自动启动及更换采集任务，针对扣件异常、轨面擦伤、道床异物等的智能识别检出率达到80%以上。
基于非线性最小二乘的轨旁声源参数估计方法
周家盛;针对运动声源参数估计易受多普勒效应影响的问题，本文提出一种基于非线性最小二乘算法的轨旁声源参数估计方法。首先采用运动学原理，根据初始位移、车速、麦克风距声源最小距离、声源频率等声源运动参数建立多普勒模型，通过麦克风采集声信号；再对信号进行时频分析，用AGCD(Approximate Greatest Comm Divisor)算法提取时频特征中的瞬时频率；最后，结合声学模型对瞬时频率采用非线性最小二乘拟合，估计声源参数。该算法无须先消除多普勒效应再进行信号处理，计算效率较高，且可在噪声环境中准确提取声源频率信息。现场试验结果表明，该算法有效利用了运动声源的多普勒效应，参数估计误差率均低于3%，其中频率估计误差为0.06%。
基于车载双目相机的无缝线路钢轨纵向位移检测系统
杨燕凯;徐玉坡;谢明峻;司道林;缑海宁;谢艳霞;为解决既有无缝线路钢轨纵向位移人工检测效率低、误差大的问题，本文基于双目相机测量技术，构建无缝线路钢轨纵向位移检测系统。该系统由3组双目相机、车载主机、光电传感器、传输线缆等构成，3组双目相机分别获取基桩和两股钢轨轨腰靶标点图像三维坐标数据信息，经全局标定、坐标转换后计算得到钢轨纵向位移。采用光电传感器生成触发信号，采集控制软件同时向多组相机发布指令，实现多组相机的同步启动和停止。采用与双目相机同轴的蓝色环形光源适应不同检测环境，相机内安装波长450 nm滤光片滤除其他波段光源。标志点由珠面反光的环形编码及中心区域圆形非编码标志构成，可均匀散射来自不同方向的光。振动台试验结果表明，钢轨纵向位移的测量误差最大值0.27 mm，平均值0.15 mm，满足无缝线路养护维修需求。
重载铁路小半径曲线钢轨磨耗对列车运行安全性的影响
王文刚;汤宇轩;王蒙;凌亮;为研究重载铁路钢轨磨耗对列车小半径曲线通过安全性的影响，基于多体动力学理论建立重载列车-轨道动力学计算模型，根据重载列车车钩力和重载铁路钢轨磨耗测试结果，仿真分析不同车轮磨耗状态和不同曲线半径条件下重载铁路钢轨全寿命周期磨耗发展演变对列车小半径曲线通过安全性的影响规律，构建小半径曲线钢轨列车累计通过总质量与行车安全指标的映射关系，并据此提出重载铁路小半径曲线钢轨磨耗寿命的安全控制限值。结果表明：重载铁路钢轨磨耗对重载列车动力学响应影响显著，钢轨磨耗越严重，重载列车通过小半径曲线的安全性越差；对于重载铁路半径400、600、800 m的曲线区段，钢轨磨耗寿命的安全限值分别为累计通过总质量350、370、420 Mt。
地铁钢轨焊缝不平顺及车轮多边形对振动源强的影响
卓文海;雷佳鑫;曾梓恒;刘文武;赵才友;为了探究焊缝不平顺和车轮多边形的激振效果，建立地铁车辆-轨道-隧道耦合模型，考虑凹陷型叠合焊缝和车轮多边形因素，设置不同短波波深焊缝单一激励、车轮多边形与不同短波波深焊缝激励叠加两种激励工况，用短时傅里叶变换方法对仿真结果进行时域和频域分析，对比两种激励工况下钢轨、道床板、隧道壁振动加速度及轮轨垂向力。结果表明：焊缝单一激励工况下，随着焊缝短波波深增大，钢轨、道床板、隧道壁振动加速度幅值均明显增大，其中钢轨最敏感，其振动频率幅值区间由705 Hz移动到950 Hz，道床板、隧道壁频域区间受到的影响远小于钢轨；车轮经过焊缝短波区时轮轨垂向力发生剧烈变化，且焊缝短波波深越大，对应的轮轨垂向力波动幅值越大。车轮多边形与焊缝激励叠加工况下，不同短波波深时轨道结构振动加速度差异变小。与不考虑焊缝相比，焊缝短波波深为0.10 mm时钢轨振动加速度级变化最大，增大了19 dB。
城市轨道交通受流器与接触轨端部弯头动态特性
邢彤;李嘉祺;潘利科;孙健翔;张财胜;朱爱华;为探究滑靴型面动态变化对受流器通过接触轨端部弯头时振动冲击的影响，根据实测受流器参数和端部弯头标准，建立受流器-接触轨端部弯头耦合动力学模型，设置服役里程0、2×104、4×104、6×104 km四种滑靴磨耗型面，研究了1∶40、1∶50、1∶60、1∶70四种坡度端部弯头和60、80、100 km/h三种运行速度下滑靴型面演变对受流器通过接触轨端部弯头时垂向位移、垂向接触力、垂向振动加速度和离线时间的影响规律。结果表明：在同一弯头坡度和运行速度下，滑靴型面演变对入轨动态性能影响较小，对直线轨和离轨影响较大；减小弯头坡度和运行速度，能有效缓解滑靴型面演变对受流器通过直线轨和离轨时动态冲击的影响程度。
基于自适应超启发式算法的路基支挡结构参数优化
谢浩;姚洪锡;文一鸣;毛国成;马淑霞;陈罗平;为解决路基工程支挡结构设计中参数多、取值范围大、优化效率低等问题，在综合考虑支挡结构力学性质和安全性能的基础上，建立了以造价最小化为目标的多约束支挡结构参数优化数学模型，提出了基于种群遗传的自适应超启发式优化策略，构建了基于差商的自适应方向算子和基于相关性分析的自适应步长算子，实现了自适应迭代的路基支挡结构参数优化。以桩板墙和悬臂式挡土墙两种典型支挡结构为例进行优化迭代求解，对算法的实现效果进行了分析和验证。结果显示：相较于人工设计和经典遗传算法，自适应超启发式算法在优化效率和质量上均有明显提升，优化耗时仅为人工设计的1/50～1/10；参数较多时，自适应超启发式算法在寻找全局最优时更加高效。此外，该算法对于不同类型的支挡结构具有较好的鲁棒性和泛化性，可为支挡结构参数优化设计提供了参考。
季节冻土区铁路涵洞内外温差对涵周路基温度场的影响
褚伟利;宋宏芳;王洪亮;王厚颖;在冻土地区铁路建设中，涵洞区域的温度场分布对涵周路基的稳定性有重要影响。涵洞的存在使得路基温度场复杂化，尤其当涵洞内外有温差时，热传导和温度场的演变对路基整体稳定性影响很大。本文通过室内模型试验，模拟涵洞在内外温差条件下的双向冻结过程，重点研究了温差对涵周路基温度场演化规律的影响。试验结果表明：涵洞内外温差显著增大了土体的温度梯度；温差越大，土体温度降幅越大，升温恢复越缓慢，其中涵洞顶部和侧壁处的温度响应最为显著。在有温差工况下，涵顶路基最大冻结深度达17 cm，较无温差工况深7 cm。研究结果为寒冷地区涵周路基的稳定性控制及冻胀防治提供了理论支持。
基于振动台试验的滑移式危岩地震损伤演化和失稳机制研究
秦志斌;严成俊;王强;李训峰;张国强;杨长卫;针对地震作用下岩质边坡易诱发崩塌、落石等次生灾害的问题，构建了均质岩质边坡-滑移式危岩体的物理测试模型，并开展了大型三轴振动台试验，研究地震作用下危岩体的渐进损伤累积过程和软弱结构面的破坏演化特征。通过对比危岩体与边坡顶部的傅里叶幅值谱特征，识别危岩体的渐进损伤状态，基于粒子图像测速技术（PIV）揭示了危岩体的地震失稳机制。结果表明：危岩体在临空面方向表现出较强的地震动放大效应，是其容易发生地震破坏的主要原因；竖直方向的加速度响应对危岩体软弱结构面的损伤演化高度敏感，加速度放大系数的突增可作为结构面即将发生剪切破坏的预警信号；临空面方向的往复大位移地震运动使底部水平软弱结构面发生疲劳劣化，引发危岩体滑移。
基于机器学习的桥梁桩基竖向承载力快速评估方法
彭方灵;王盈莹;李克冰;侯森;陈嘉梁;近年来，越来越多的服役桥梁桩基础需要开展竖向承载力的快速普查和评估。为解决既有桥梁桩基难以开展静载抗压试验进而不能获得准确动静刚度对比系数的问题，本文利用承台-群桩-桩周土三维数值仿真分析和计算机机器学习相互交叉应用，提出了一种快速预测桩基竖向承载力的评估方法，并通过北京市西郊地区某承台-群桩结构的动荷载和静荷载现场试验进行了有效性验证。研究结果表明：本文所建立的承台-群桩-桩周土三维数值分析模型能够有效模拟桥梁桩基的静载试验和动载试验；基于机器学习的智能预测模型能够准确预测桥梁桩基静刚度、动刚度、动静刚度比，快速评估在役承台-群桩结构的竖向承载力和竖向设计极限承载力，预测精度高，给桥梁桩基无损检测和承载力评估提供了快速有效的方法。
期刊简介
期刊名称： 铁道建筑
创办日期： 1961年7月
主管部门： 中国国家铁路集团有限公司
主办单位： 中国铁道科学研究院集团有限公司
刊期： 月刊
电话：010-51849235
Email：tdjzbjb@126.com tdjz@rails.cn
国内统一刊号(CN)： 11-2027/U
国际标准刊号(ISSN)：1003-1995
微信号：tdjz-1961
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