高速铁路钢轨波磨对车辆和扣件动态响应的影响
张金;安博伦;梁雪江;管曙刚;李英奇;杜吉康;李晨光;本文调研了高速铁路钢轨波磨引发扣件弹条断裂的典型危害,归纳总结了高速铁路钢轨波磨特征。通过建立车辆-无砟轨道刚柔耦合动力学模型,研究了高速铁路钢轨波磨对车辆和扣件动态响应的影响,并分析了扣件弹条断裂的原因。结果表明:随着波深的增大,轮轨垂向力和轮重减载率均呈现出明显增大的变化趋势;不同速度、波长及波深工况下,钢轨波磨引起的车辆动态响应的峰值均主要集中出现在频率800 Hz左右,该频率与W1型弹条固有频率较为接近,容易产生共振诱发扣件弹条断裂;在速度400 km/h、波长140 mm及波深0.08 mm条件下,钢轨波磨引起的扣件动态响应会出现多个谐波峰值,对应的频率基本均为795 Hz及其倍数,与W1型弹条固有频率十分接近,产生共振引发扣件弹条断裂,从而缩短扣件弹条的疲劳寿命。
杭州湾跨海铁路大桥主墩双壁钢围堰刃脚结构形式试验
李德杰;朱俊涛;曾旭涛;肖靖;陈富翔;以杭州湾跨海铁路大桥主墩双壁钢围堰为工程背景,设计不同刃脚结构形式的钢围堰模型,采用加载板、传力柱和机械千斤顶对地层施加竖向压力模拟上覆土层自重,开展模型试验,监测加载荷载、下沉深度和土压力,研究刃脚角度、开闭口刃脚以及上覆土层深度对围堰下沉阻力的影响。结果表明:加载前期围堰下沉阻力随刃脚角度的降低而降低,刃脚角度小的围堰更易下沉;随着刃脚角度的降低,极限下沉阻力先增加后降低,且均高于无刃脚情况的极限下沉阻力,刃脚角度15°时极限下沉阻力最大;设置刃脚更利于围堰初始下沉,但未能降低围堰极限下沉阻力;刃脚结构由闭口变为开口,下沉阻力明显降低;随着上覆土层深度的增加,土体极限承载力增加,对围堰下沉的阻挡作用提升,围堰下沉阻力明显增加。
基于D-P准则的局部非等比例强度折减法
王瑞鹏;蔡德钩;尧俊凯;闫宏业;李竹庆;强度折减法通过对强度参数进行等比例折减使边坡渐进发生失稳破坏,但等比例强度折减计算结果存在失稳边坡体内部塑性区域过大、参数弱化路径比例不变等缺点,与客观现象不符。本文提出一种新的强度折减思路,首先以全局失稳状态下边坡体内部贯通的剪切塑性应变为基础,利用自编程序语言提取出失稳单元作为参数折减对象,然后在折减的过程中反映参数的动态劣化路径,最终以强度储备面积计算边坡稳定性系数。计算结果表明:基于Drucker-Prager(D-P)准则的局部非等比例强度折减计算结果较传统强度折减法效果更好,误差更小。由于真实考虑到折减区域、参数路径,边坡失稳过程中塑性区域最早出现在坡脚,随着折减参数的不断增大,塑性区域逐渐向上发展最终贯通整个模型,边坡变形较传统方法偏小,局部非等比例强度折减思路避免了折减范围过大导致的塑性破坏区失真现象,为强度折减法更有效地应用于边坡稳定性分析提供了有效途径。
高速铁路线路维修关键技术指标优化
朱新伟;本文针对高速铁路线路维修关键技术指标,通过现场调研、理论计算和资料汇总分析,开展了钢轨、扣件、无砟道床、道岔等高速铁路线路设备维修关键技术指标研究,提出了相应指标的优化建议值。研究优化了钢轨轻重伤标准和预防性打磨周期;建议无砟轨道弹性垫板静刚度限值为60 kN/mm,有砟轨道为120 kN/mm;增加了道床板离缝评价指标及离缝评价项目“面积比”;提出了轨道冲击指数和波磨指数的优化评判分级标准,非道岔区轨道冲击指数大于等于8.0时偏差等级为Ⅱ级,轨道冲击指数在[0.6,8.0)时,偏差等级为Ⅰ级。研究成果可为高速铁路线路维修关键技术指标的制定及维护技术的发展与应用提供理论和技术支撑。
朔黄重载铁路道岔区聚氨酯固化道床的应用
魏兴国;李毅;郄录朝;谢蛟;结合朔黄铁路运营情况,应用聚氨酯固化道床技术,采用双梯形固化和全断面固化相结合的方式,对朔黄铁路两道岔区进行了固化施工,给出了运营期重载铁路道岔区聚氨酯固化道床的施工工艺流程,并通过固化前后高程测量、断面检测、道床支承状态检测、实车动力测试以及跟踪观测,验证了重载铁路道岔区聚氨酯固化道床改造效果。结果表明:固化施工后,道岔区有砟轨道服役状态良好,轨道结构整体性提升,可以满足重载列车的运营需求。道岔区聚氨酯固化道床技术的系列研究成果,可为解决重载铁路道岔区道床稳定性难题提供参考。
重载铁路钢轨高接头轮轨动力学响应特征
石彤;为研究重载铁路钢轨高接头轮轨动力学响应特征,在某重载铁路线路开展27~40 t轴重重载列车作用下钢轨焊接接头性能试验,对接头平直度和动力性能进行了测试。结果表明:经过重载试验,钢轨焊接接头低塌量远低于修理限值;平直度为0.50~1.0 mm/1 m高接头的脱轨系数、轮轴横向力等安全性参数均满足安全限值,但其平直度高点值越大,安全裕量越小;轴重每提高1 t,焊接接头轮轨垂向力增大约5 kN;对于平直度大于0.5 mm/1 m但小于1.0 mm/1 m的高接头,当轴重不大于35 t、速度不超过80 km/h时,或轴重为35 t、速度不超过70 km/h时,轮轨垂向力可满足UIC 518标准要求。建议我国重载铁路轮轨垂向力限值参考UIC 518;建议27~40 t轴重重载铁路钢轨焊接接头平直度高点值控制在0.5 mm以内。
基于落轴冲击试验的扣件减振性能评估方法
张欢;贺志文;肖俊恒;王志伟;陈晨;崔树坤;李彦山;为了准确模拟现场激励,对比现场动力学测试数据与落轴冲击试验数据,确定了落轴的轴重和落高为重要试验参数;根据测试轨道板和基础的垂向振动加速度响应等振动数据,振动传递、衰减等特性,确定了扣件减振性能评估方法及评估参数。分析了铺设不同扣件时钢轨至轨道板的振动传递率、传递函数对数幅值、振动传递损失等减振性能评估参数;结合轨道板和基础振动加速度级及垂向振动分频振级总级值的评价指标,以普通扣件为参照,对比了两类减振扣件的减振效果。结果表明:钢轨至轨道板振动传递率和传递函数对数幅值基本与扣件刚度正相关,钢轨至轨道板传递损失与扣件刚度基本呈负相关;为消除激励方式和下部基础对试验评价的影响,并考虑与现场实车测试结果的一致性,采用室内落轴冲击试验评估扣件减振性能时宜选用轨道板振动加速度级进行减振性能评估。
武汉地铁DI弹条异常断裂原因分析
李珂;吴玥;李卫;朱煜;刘源;郑棒;武汉地铁6号线主要采用DTⅥ2型扣件,自开通运营后持续出现弹条异常断裂情况,最严重时出现弹条飞溅现象。本文通过现场调研、弹条性能室内试验及现场动态测试等手段,揭示了弹条异常断裂的原因,对现场病害治理有指导意义。调研和试验结果表明:弹条异常断裂主要集中在曲线地段,且断裂弹条生产来源较为集中;断裂弹条疲劳源区可见明显宏观压痕;小半径曲线弹条所受位移载荷远大于直线段;当列车通过时小半径曲线地段时,其扣件弹条疲劳服役状态恶劣,同时弹条存在一定程度的制造缺陷,最终导致弹条异常断裂。
市域铁路12号减振道岔刚度均匀化研究
任西冲;胡佳怡;李秋义;徐井芒;郑兆光;为减轻市域铁路12号道岔区因轨道刚度不均匀所造成的结构振动,考虑市域铁路中等减振需求及区间线路刚度取值,通过有限元法建立了市域铁路12号减振道岔的刚度计算模型,模型中充分考虑了铁垫板、扣件系统、钢轨类型等道岔结构非线性因素的影响,研究轨道刚度分布规律。根据市域铁路的运行条件,通过合理设置板下胶垫刚度,在满足提出的均匀化准则前提下,将整个道岔区分为四个分区进行均匀化方案设计。结果表明:市域铁路12号减振道岔的轨道刚度在纵向分布上表现出显著的不均匀性,其中辙叉部分的最大刚度约为连接部分最小刚度的1.8倍;通过合理刚度设计,直股、侧股线路的轨道刚度在纵向、横向的平顺性显著提高,轨道整体刚度、里轨与基本轨的整体刚度比、纵向刚度变化率、钢轨挠度变化率的最大值均大幅降低,其中里轨的钢轨纵向刚度变化率最大值从183.2%减至111.5%,钢轨挠度变化率全部降至0.3 mm/m以下,满足市域铁路的运营要求。
无砟轨道桥面防水层修补用材料附着力试验研究
王乐然;CRTSⅡ型无砟轨道结构的混凝土桥面采用喷涂聚脲防水层。在运营阶段,部分区段的聚脲防水层逐渐出现了黄变、龟裂、剥离、起鼓、破裂等问题,病害的清理和整治工作已逐步开展,但病害防水层清理后的修补技术,目前尚处于探索研究阶段。本文结合现有相关技术、经验,围绕不同底涂料和防水层组合形成的两层和三层修补构造,以附着力为主要评价指标对修补体系自身性能及其与原有聚脲防水层搭接效果展开了研究。研究结果表明:由双组分聚氨酯类底涂和HPU-R型聚氨酯材料形成的双层构造,工艺便捷、防水和黏结性能较好,更适合混凝土桥面防水层的修补。
移动荷载变速对斜拉桥纵向共振响应影响研究
吕龙;余帅;以一座大跨度铁路斜拉桥为背景,建立桥梁动力有限元分析模型,分析桥梁结构动力响应随移动荷载速度的变化规律,得到变速效应对桥梁结构动力响应影响规律。研究移动荷载数量对斜拉桥纵向振动响应的影响,讨论黏滞阻尼器对斜拉桥纵向动力响应及减振效果的影响。结果表明:移动竖向荷载导致的斜拉桥纵向振动响应不能忽视,不同加速度的移动荷载作用下斜拉桥均出现纵向共振现象,移动荷载变速过桥对共振速度影响显著;移动荷载数量对主梁位移随速度变化规律的影响不显著;设置黏滞阻尼器的斜拉桥纵向共振现象受到抑制,黏滞阻尼器对主梁纵向位移减振效果显著。

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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