在有坡度线路上铺设的道岔在服役过程中存在病害多、养护维修工作量大等问题。为探明道岔区轮轨磨耗受铺设坡度的影响机理，本文建立了大坡度线路车辆-道岔耦合动力学模型，计算并分析了不同坡度条件下车辆侧逆向下坡过岔、侧顺向上坡过岔、直逆向下坡过岔、直顺向上坡过岔时轮轨磨耗指数的变化规律。结果表明：侧逆向下坡过岔时，转辙器区的轮轨磨耗指数整体上随坡度增加呈减小趋势，小坡度下转辙器区尖轨和基本轨磨耗较大，坡度40‰左右时辙叉区心轨磨耗最大；侧顺向上坡过岔时，转辙器区尖轨侧与辙叉区心轨侧轮轨磨耗指数最大值整体上随坡度增加呈减小趋势，尖轨/心轨侧磨耗程度在小坡度下较大，基本轨侧磨耗程度在大坡度下较大；直逆向下坡过岔时，辙叉区基本轨磨耗程度较大，磨耗指数最大值随着线路坡度的逐渐增加呈现先稳定后减小趋势，其磨耗程度在小坡度下较大；直顺向上坡过岔时，转辙器区尖轨侧与辙叉区心轨侧轮轨磨耗指数最大值整体上随坡度增加呈先增大后减小趋势，坡度在30‰左右时钢轨磨耗程度最大。
为构建灰岩在循环冲击荷载作用下的累积损伤本构模型，本文通过分离式霍普金森压杆试验对灰岩进行了不同冲击气压作用下的循环冲击试验，提出了灰岩累积损伤演化曲线，并进行了拟合和验证。在此基础上，结合应变等效原理和统计损伤理论，推导了损伤体的本构方程并进行验证。结果表明：随着冲击次数增加，灰岩试样的反射能整体呈快速上升-缓慢上升-快速上升的趋势；透射能总体呈下降趋势；吸收能总体呈上升趋势。所构建的累计损伤本构模型与试验曲线拟合的决定系数超过0.98，且参数变化符合试验的变化趋势，能较好地反映试验过程中试样的累积损伤演化情况。
为分析铁路简支T梁边梁非对称截面设计引发的非对称弯曲效应，本文通过理论分析、有限元计算和足尺梁静载试验，系统研究了其受力特性及边墙断缝设置的影响。结果表明：未设置边墙断缝或断缝间距过大时，边梁在梁场静载加载和桥位运营工况下跨中截面底缘两侧应力存在偏差，与设计结果相比，梁场静载加载工况增大了跨中底缘外侧的开裂风险。减小边墙断缝间距可有效降低跨中截面底缘两侧应力偏差和跨中横向位移，跨中截面边墙断缝设置与否对底缘两侧应力偏差的影响更显著。足尺梁静载试验结果验证了非对称弯曲效应的存在及理论计算方法的合理性。
为掌握低真空环境中水泥基材料力学性能演变规律，确保水泥基材料在低真空环境服役时性能稳定，本文研究了标准养护至不同龄期后真空暴露的水泥基材料力学性能变化，分析了低真空环境的影响机理。结果表明：胶砂在低真空环境中的力学性能与标养时间密切相关，标养3 d内进行真空暴露的试件，抗压强度降低3.7%～34.5%，而标养7 d及以上再暴露的试件，抗压强度提升6.5%～9.8%；抗折强度的发展在低真空环境中始终被阻碍，且标养时间越短，阻碍效果越显著。低真空会加速胶砂自由水蒸发，标养时间越短，水分散失越快，对水化抑制越强。标养3 d内暴露会减少水化产物，增加有害孔隙；标养7 d以上暴露则降低孔隙率，促使大孔向小孔转化。低真空环境通过抑制水化和促进基体密实的双重作用影响抗压强度，随标养时间延长，密实基体作用渐占主导；抗折强度因水分散失阻碍水化进程，同时削弱水对裂缝的黏性阻碍作用，始终呈现劣化趋势。
针对软弱围岩隧道传统微台阶法施工工效低、安全风险高等问题，依托西成（西宁—成都）铁路甘加隧道（岩石单轴饱和抗压强度为5～15 MPa，自稳时间小于30 min），开展双曲臂凿岩台车三台阶工法研究。基于“以机定法”优化台阶参数：上台阶高度由7.2 m降至5.5 m，中台阶长度适当延长，长度范围为8～12 m，以匹配台车长度（9.55 m），实现一次定位钻孔。结果表明：工法优化后，拱顶最大沉降由158.8 mm降至75.9 mm，降幅52%；上台阶最大水平收敛由266.2 mm降至99.9 mm，降幅62%；单循环用时由20.0 h缩至17.8 h，效率提升11%；作业人员由27人减至17人，减少37%。双曲臂台车解决了传统直臂台车的钻眼盲区等问题，为Ⅳ级、Ⅴ级软弱围岩全工序机械化施工提供了可行技术路径。
空腹式刚构拱桥的梁拱节点是关键受力区域且受力复杂。本文以一空腹式刚构拱桥的设计方案为工程背景，采用全桥精细实体有限元模型对梁拱节点局部应力进行分析。利用有限元软件建立桥梁模型，详细考虑了混凝土箱形构件的内部构造、桥梁纵坡以及预应力钢束的影响，针对两个关键施工工况和两个运营阶段工况进行计算分析。为考虑运营10年后的状态，开发了混凝土收缩徐变子程序以考虑材料时变效应。结果表明：四种工况条件下，梁拱节点主应力在-19.88～2.52 MPa，压应力控制在17.75 MPa以下，设计方案在施工及运营阶段均满足规范要求。
为深入研究斜拉加劲连续梁桥弯压结合这一特殊受力特性，以新建漳汕高铁潮汕韩江特大桥跨东里河（45+104+264+104+45）m斜拉加劲连续梁桥为工程案例，建立空间杆系有限元模型，对主梁、桥塔、斜拉索及支座进行施工及运营全过程分析。结果表明：主梁在成桥及运营状态下的应力水平、结构整体刚度以及支座反力分布均满足现行规范要求，结构整体受力合理；斜拉索提供的轴向压力有效改善了主梁弯矩分布，使其具有较高刚度。主梁正应力、主应力、预应力钢束及斜拉索安全系数符合规范；结构竖向、横向刚度与梁端转角满足高速铁路行车要求。桥梁在350 km/h速度下动力性能优良，各项响应指标低于规范限值。
针对轨道交通运营引发的环境振动问题，本文结合基坑肥槽这一典型受限空间，创新性研发一种装配式隔振模组技术方案，并在深圳某金融文化中心项目中设计专项试验，系统评估其隔振性能与工程适用性。结果表明：该模组通过EPS模板+流固土复合结构构建多层协同隔振屏障，利用材料阻抗差异实现振动能量多重衰减，突破传统单一隔振屏障的技术局限，隔振性能显著；该模组采用模块化拼装工艺，施工快捷，成本可控，兼顾工程落地性和工程经济性；该装配式减振模组可应用于高密度城市轨道交通邻近建筑的振动控制工程，尤其适用于基坑肥槽类等狭长受限空间。
稳定吸附是爬壁机器人立面作业的重要前提和基础。为满足铁路钢筋混凝土桥墩检测作业需要，本文从机械式摩擦吸附、负压吸附、正压推力吸附三种典型吸附方式入手，详细介绍了爬壁机器人在非金属壁面情况下常用的吸附技术与方法，探讨了多吸附方式融合的可行性，为桥墩检测领域爬壁机器人的开发提供理论支持。
针对轮轨高频激励引发的单趾弹簧扣件弹条共振断裂病害，设计了适用于单趾弹簧扣件的新型高频无螺栓弹条。设计扣压力为6.5～7.5 kN，设计弹程12 mm，弹条安装后固有频率不低于800 Hz。建立仿真模型，对新型弹条进行静态、动态力学性能检算及模态计算；对新型弹条试件进行扣压力试验、弹条疲劳及残余变形试验、固有频率试验，并在存在轮轨高频激励的地段进行现场铺设。结果表明：经仿真计算，其静态最大应力为1 329 MPa，小于材料屈服强度；每毫米变形应力为110.7 MPa，与国内常见无螺栓弹条基本相当；卸载、加载应力均小于弹条抗拉强度；第1阶固有频率为1 057 Hz，满足设计要求。其扣压力、疲劳后残余变形均满足设计和规范要求，经500万次标准疲劳试验和大振幅疲劳试验后均未发生断裂。标准组装状态下实测弹条固有频率平均值为982 Hz。现场铺设10个月内未发生断裂现象。对于存在轮轨高频激励的地段，新型高频无螺栓弹条有更大的安全储备。