中欧日标准列车荷载作用下无砟轨道结构体系受力特征
林文康;王继军;王梦;由于中国、欧洲、日本三地无砟轨道发展路径不同,无砟轨道结构体系采用的列车竖向设计荷载也有所区别。为了得到无砟轨道最不利设计荷载,本文采用有限元方法,计算单元式无砟轨道结构和连续式无砟轨道结构在上述三种标准列车荷载下的结构受力特征,并进行对比分析。对于单轴荷载和转向架荷载,本文提出了等效轴距的概念,分析了单元式轨道结构等效轴距与结构体系总体刚度之间的关系。结果表明:三种标准列车荷载在单元式无砟轨道和连续式无砟轨道之间都存在差异,单轴荷载加载为单元式无砟轨道最不利加载方式,LM-71荷载加载为连续式无砟轨道最不利加载方式;计算得到了等效轴距范围为1.1~1.6 m,小于国内现行高速列车和货车机车轴距;提出了以单轴加载作为单元式无砟轨道设计荷载,以LM-71荷载加载作为连续式无砟轨道设计荷载的建议。
大跨度槽形钢箱梁-混凝土桥面板组合梁斜拉桥整体受力特性与截面刚度分配
李晓斌;宋汶灵;谢明志;张勇;杨灯;包杰;曾甲华;泉州湾跨海大桥主桥全联主梁采用槽形钢箱梁-混凝土桥面板组合结构,在高速铁路大跨度跨海斜拉桥中系首次采用。为探明槽形钢箱梁-混凝土桥面板组合主梁沿纵桥向的静力受力特点,建立主桥结构有限元分析模型,开展主桥在不同荷载组合作用下的静力响应分析,揭示刚度分配和一期压重对主梁受力的影响规律。结果表明:在不同荷载组合作用下,截面应力峰值均出现在主墩及辅助墩处;主墩处主梁截面承受的轴向压力及负弯矩最大,辅助墩处主梁截面承受的竖向剪力最大,负弯矩较大,该处钢箱梁截面的正应力水平最高,尤其是钢箱梁顶缘的正应力水平远高于主墩处。综合分析主梁截面刚度及其分布情况、内力和应力分布情况,以及一期压重混凝土板对主梁受力的影响,辅助墩处主梁截面为最不利受力位置,其受力状态更加需要关注。与普通组合梁相比,槽形钢箱梁-混凝土桥面板组合梁的构件在工厂预制,可以在海湾深水区装配化实现快速建造,在工程经济性、抗风性能、海湾深水施工条件、高速列车行车性能适应性等方面具有显著优势,应用前景广泛。
赤大白铁路路基状态检测评估技术研究与应用
赵殿峰;常思铭;刘杰;铁路路基状态检测评估是铁路路基病害整治加固或线路升级改造的重要环节。检测评估的内容、方法以及评价标准是开展铁路路基检测评估工作的前提。本文在分析现有检测评估方法基础上,提出一种以车载地质雷达技术为主导,结合现场调查,并辅以必要的原位试验或土性试验的铁路路基检测评估方法。在分析铁路路基病害成因及其形态的基础上,总结了路基下沉、翻浆冒泥和排水不畅三种病害的雷达波响应特征。推导出道床、基床体积含水率以及孔隙率的计算方法,并给出了相应的评价阈值。采用上述研究成果,对赤大白铁路全线路基进行检测评估,取得较好的应用效果。车载地质雷达检测效率高,不仅可以探测路基中隐伏病害,还能评价道床、基床中含水状态和道床的脏污程度。现场调查能够获得路基表观状态,确定路基病害的类型和规模,分析病害的成因,还能验证车载地质雷达检测的结果。原位试验和土性试验可深入分析路基病害成因。以车载地质雷达为主导,结合现场调查,辅以必要的原位试验或土性试验,不仅可以提供令人满意的检测评估效果,还能提高检测评估效率,该方法是一种具有发展前景的检测评估方法。
缩尺车辆-轨道试验平台研制
陈晨;蔡世生;肖俊恒;张欢;闫子权;孙林林;刘炳彤;为了完善车辆-轨道耦合动力学研究的试验手段,对1∶4缩尺轨道系统和二系悬挂缩尺车辆系统开展设计,研制了缩尺车辆-轨道试验平台,并在缩尺车辆-轨道系统动力学计算的基础上,进行了车辆-轨道试验平台实车运行试验。结果表明:缩尺车辆-轨道系统的横向平稳性指标、垂向平稳性指标、脱轨系数、轮重减载率及整车倾覆系数最大值分别为1.671、1.628、0.549、0.544、0.368,均满足相关标准;实车运行状态良好,轨道及车辆零部件没有出现损坏,相关性能指标均满足规范要求。设计的试验平台为进一步开展车辆-轨道系统的探索性试验提供了重要手段。
基于精细化无砟轨道模型的路基不均匀沉降影响研究
王健壹;余浩伟;朱胜阳;王开云;为研究路基不均匀沉降对无砟轨道变形损伤的影响,建立包含结构配筋和混凝土塑性损伤本构的CRTSⅢ型板式无砟轨道精细化非线性有限元模型,仿真分析了路基不均匀沉降作用位置、波长和幅值对轨道结构变形损伤的影响。结果表明:路基不均匀沉降作用位置对于结构损伤变形影响差异较大;路基不均匀沉降发生在底座板伸缩缝部位,底座板最早出现宏观裂纹,且相同条件下该位置钢轨变形最大;沉降发生在底座板板端附近,复合板与底座板之间离缝较大,底座板从开始损伤到产生宏观裂纹演化进程较长;损伤出现在底座板凹槽处,演化进程所需沉降幅值超过6 mm;底座板与基床表层之间离缝随路基不均匀沉降波长的增大而减小,随沉降幅值的增大而增大;随路基不均匀沉降波长增大,复合板与底座板之间离缝呈先增后减的趋势,对于10 m波长最为敏感;路基不均匀沉降幅值增大,结构层间离缝、损伤情况均劣化,在幅值初始增长时钢轨峰值变形增幅较大,沉降幅值达10 mm后钢轨峰值变形在0.5 mm范围内波动。
WJ-8型扣件抗钢轨倾翻性能
王袁硕;戚志刚;李子睿;张欢;陈晨;刘畅;吴玥;为提高扣件系统的抗钢轨倾翻性能,保证线路运营安全,针对WJ-8型扣件的抗钢轨倾翻性能进行了理论分析与现场试验。采用无限长弹性地基梁模型进行计算,得到不同横向荷载下钢轨扭转产生的轨头横向位移。将特制横向加载架安装在钢轨上,通过液压千斤顶进行横向加载,试验过程中测量横向荷载以及钢轨节点横向位移。当钢轨倾翻导致轨头横向位移24 mm时,弹条扣压端会与钢轨脱离,以此状态为扣件抗倾翻临界状态,分析扣件抗倾翻性能。结果表明:无限长地基梁模型计算结果与现场试验数据较为贴合,模型可靠;无垂向荷载作用时,WJ-8B型扣件在标准组装状态下可承受300 kN横向力。
沙区铁路道岔防风沙设计研究综述
丁东;王勇;岳帅;井国庆;在荒漠地区,铁路道岔受到风沙侵蚀和掩埋的威胁,影响列车运行安全。本文系统梳理了国内外关于道岔结构优化、防沙措施、清沙技术以及智能监测技术研究的最新进展。结果表明:道岔结构优化,包括改进钢轨材料、使用新型滑床板、动态轨距调整技术以及轨枕道床结构优化,可以显著提高轨道耐磨损能力,避免道岔堵塞和道床沙化;采用通用防沙工程、道岔挡沙刷、防沙盖板等防沙措施,可以有效在沙源和传输路径进行防沙,优化道岔流场,减少沙砾堆积;引入高效的除沙机具和智能监测技术,如传感器、无人机巡检以及图像识别技术,能够实现道岔状态的实时监测、线路积沙情况监测和及时沙害处理。
轨道几何水平动态检测算法
程朝阳;任盛伟;王宁;王强;马鹏;韩志;魏世斌;马晓明;轨道几何水平是限制两根钢轨同一断面空间高差自由度的关键检测项。原水平算法计算量大,难度高,且易受车辆运行姿态的影响。本文提出了一种新的轨道几何水平动态检测算法,该算法基于轨道几何水平的物理意义,取左右轨空间曲线通过高通滤波处理后的代数和,即为水平值。将本文算法应用于某地铁线路的实际检测,并与原水平算法进行对比。结果表明:本文算法和原算法物理意义一致,检测结果的重复性较高,其差值的第95百分数小于0.3 mm。本文算法计算过程简单,可以满足现场检测的精度要求,在城市铁路轨道几何状态无人检测中具有广泛的应用前景。
基于IR-DETR的轨道图像增强及扣件损伤检测方法
段嘉明;白堂博;许贵阳;宗浩;付浩辰;为解决在轨道扣件检测中常见的光线不足导致的图像模糊昏暗、扣件特征提取不足等问题,提出一种基于InstructIR(Instruct Image Restoration)与RT-DETR(Real Time Detection Transformer)的综合方法IR-DETR。在图像预处理方面,针对轨道检测图像的特点,提出基于InstructIR的图像增强方法,根据智能检测的需求增强图像特征。在扣件损伤检测方面,优化RT-DETR模型,引入可学习位置编码(Learned Positional Encoding,LPE),用于对序列中的位置信息进行编码,并在主干部分融合可变形卷积DCNv2(Deformable ConvNets v2),进一步提升模型的感知能力与特征表达能力。用优化前后的数据集作为输入,对IR-DETR及主流模型进行了对比试验。结果表明:改进后的模型平均检测精度提高了2.1%,在参数量基本不变的情况下检测速度提高了18.6%。
钢轨探伤车高速高集成探轮的研制与试验
钟艳春;张玉华;张世红;马运忠;李培;熊龙辉;为了克服现有钢轨探伤车对车下转向架轴距和安装空间要求高、车下操作空间小、人工换探轮困难、探轮破损多等局限性,本文研制了钢轨探伤车用高速高集成探轮。提出将既有探伤车单轨三个探轮里的超声探头布置到两个探轮里面,提高探轮的集成度;进行了探轮内超声探头的布置,针对轮内超声探头覆盖性和串扰进行了仿真和防串扰设计,并对探轮进行了静态和动态测试。结果表明:该高速高集成探轮能很好地避免轮内串扰,轮内各探头对于针对的人工伤损具有比较好的信噪比;在实验室转台上,80 km/h检测速度下,对钢轨轨头、轨腰、轨底人工伤损都有很好的检出性能。
CRTS Ⅲ型板式无砟轨道施工过程中轨道板扣压技术优化
王立方;高亮;姜金凤;王晓宇;吴得卿;韦合导;CRTS Ⅲ型板式无砟轨道施工过程中,扣压装置的工作性能将直接影响轨道板精调效果,进而影响线路的平顺性。针对既有扣压装置安装不便、工作性能不稳定等显著问题,本文提出一种高可靠性、高施工性、高适应性的新型扣压装置,通过建立有限元分析模型,并进行现场灌注试验验证模型准确性,对新型扣压装置开展优化研究。结果表明:新型扣压装置防上浮效果优于传统限位装置,建议在底座上采用双排螺栓连接方式安装新型扣压装置;建议新型扣压装置压板宽度取100~120 mm,厚度取45 mm;增大新型扣压装置压板表面粗糙度可有效提高其工作性能;每块轨道板使用4对新型扣压装置,建议将第一位扣压装置布置于距离板端600 mm处,第二位扣压装置布置于距离第一位扣压装置1 500 mm处。

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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