轮轨周期性短波不平顺对轮轨系统高频振动的影响
成棣;白鑫;胡晓依;孙丽霞;闫子权;孟凡迪;常崇义;通过对轮对、钢轨和轨道板进行柔性化处理,构建了CR400BF动车组拖车-轨道刚柔耦合动力学模型,开展了车轮多边形和钢轨波磨耦合对高频振动影响的研究。结果表明:车轮多边形与钢轨波磨耦合激励下轮轨垂向力和钢轨振动加速度存在两个主频,分别对应车轮多边形和钢轨波磨的激励主频,两者频率接近时会发生拍振现象;140 mm波长、0.02 mm幅值的波磨与0.02 mm幅值的22阶多边形耦合时,轮轨垂向力比车轮多边形和钢轨波磨单一激励均增加了约23%,钢轨振动加速度比车轮多边形和钢轨波磨单一激励时分别增加了18.5%和40.0%;车轮多边形与钢轨波磨耦合激励下,轮轨垂向力和钢轨振动加速度均随车轮多边形阶数增大而增大,随钢轨波磨波长增大而减小。
山区铁路非对称拱桥线形监测及温度作用规律
梁金宝;苏岱松;曹阳梅;殷鹏程;依托张吉怀铁路(张家界—吉首—怀化)芙蓉镇酉水大桥,通过分离温度及列车长短期荷载效应,研究山区铁路非对称拱桥线形及温度作用规律。结果表明:主桥跨中测点竖向挠度整体呈正弦曲线特征,总体呈上拱快、下挠慢的特点,主梁上拱比环境温度滞后2.3 h;采用一阶差分法对温度长期及列车短期挠度进行趋势分离,长期挠度日变化幅值为29.47 mm,过车时刻下挠最大值为7.19 mm,采用高频设备测得过车时刻下挠幅值为7.75 mm,幅值比为1.07;主梁整体线形在08:00左右下挠最大,下挠幅值为-8.70 mm,17:00左右上拱最大,上拱幅值为20.95 mm,温度线形变化率为3.30 mm/℃。主梁线形在非对称拱拱顶附近呈竖斜向规律变化;主梁挠度年变化规律随季节更迭变化明显,采用线性回归分析法建立温度-挠度年变化数学模型,拟合相关系数在0.94左右,可为类似桥梁设计及工务运维平顺性分析提供参考;采用有限元模型进行温度效应分析,现场实测挠度均小于理论计算值,主桥运营期实际运行状态良好,满足理论设计要求。
寒区隧道冻害机理与防控:研究评述与展望
杨峻熙;温智;周亮;曹江涛;随着“西部大开发”振兴东北“交通强国”等国家战略的部署与实施,我国规划、建设了大量寒区隧道。在反复冻融、冻胀力作用下,许多寒区隧道衬砌结构出现开裂、变形、挂冰等冻害现象,严重制约着隧道工程建设和影响运维安全,冻害问题是至今仍是亟需攻克的难题。本文评述了寒区隧道冻害相关研究的发展历程、主要研究进展和现状,总结了寒区隧道冻害类型与冻害防治的关键技术,并对未来研究的重点和方向进行了展望。
重载铁路大调整量弹性支承块式无砟轨道轨距保持能力关键参数敏感性分析
苗霈昂;王继军;杜香刚;张爽;为提升弹性支承块式无砟轨道在重载铁路中的轨距保持能力,本文建立全参数化计算模型,结合单节点实尺模型试验与有限元仿真方法,系统分析了轨下垫板垂向刚度、扣件横向刚度、调高量、支承块埋置深度、套靴刚度等关键参数对轨距保持能力的影响规律。结果表明:支承块埋置深度、轨下垫板垂向刚度及套靴侧面刚度的敏感性系数分别为0.616 3、0.609 9和0.501 5,高于其他结构参数,是决定轨距变化幅度的主控因素。在30 t轴重条件下,为提高结构稳定性,建议轨下垫板垂向刚度控制在140~160 kN/mm,扣件组装横向刚度不低于180 kN/mm,块下垫板刚度取60~90 kN/mm,套靴侧面刚度不低于400 kN/mm。为改善结构局部变形,提出套靴局部加设环形箍筋并调整橡胶有效受力面积的优化措施。
宽轨枕道床板结对轨道结构力学特性的影响
谭阳;肖宏;闫东伟;钱忠霞;为探明板结道床对轨道结构宏观质量状态及微观力学特性的影响,在铁路线隧道地段开展了宽轨枕轨道、Ⅲ型轨枕轨道的道床横向阻力和支承刚度现场试验,并建立了含脏污颗粒的宽轨枕轨道结构离散元模型。在此基础上,分析了脏污程度及板结深度对道床板结宏观质量状态、颗粒细观接触特性、轨道结构状态的影响规律。结果表明:宽轨枕轨道的横向阻力、支承刚度分别是Ⅲ型轨枕的2.54、1.96倍,可以增加宽轨枕抵抗横向变形的能力,但会加剧列车对道床的振动冲击作用,影响列车运行安全;宽轨枕垂向位移随板结深度的增大逐渐减小;脏污颗粒入侵道床会增大颗粒之间的咬合及摩擦关系,道砟颗粒间的接触力分布均匀,应力减小。
严寒地区桥上无砟轨道冻胀整治技术
赵静存;薛晓旭;王鑫;王磊;金琳涵;丁宇;为抑制严寒地区桥上无砟轨道冻胀病害进一步发展,通过分析冻胀变化规律和产生原因,提出冻胀病害整治技术,并通过对严寒地区两处轨道冻胀进行现场应用来验证其整治效果。结果表明:严寒地区桥上无砟轨道冻胀集中发生在每年11月至次年4月,冻胀变化包括冻胀上涨、冻胀稳定和冻胀回落3个阶段;桥上无砟轨道冻胀的主要原因有底座与梁面间离缝,伸缩缝嵌缝材料脱落,环境温度低;桥上无砟轨道冻胀整治宜采用切割排水槽+底座与梁面间离缝注浆填充+排水槽回填+伸缩缝嵌缝封闭的方式;整治后,现场整治区域的轨道高低峰值变化小,且未出现轨道高低峰值变化量逐年增大的趋势,整治效果良好。
新型客货共线铁路60 kg/m钢轨9号交叉渡线设计与验证
赵强;王钟苑;吴泽宇;葛晶;王璞;为解决部分客货共线60 kg/m钢轨9号交叉渡线部分轨件过度磨耗、扣件系统易失效、道岔服役寿命变短等问题,降低养护维修工作量,结合现场使用经验,设计新型客货共线60 kg/m钢轨9号交叉渡线及配套单开道岔。新型9号交叉渡线配套单开道岔轨件尖轨采用“直曲组合型”线型以及“刨切基本轨加厚尖轨”技术,提高尖轨使用寿命。单开道岔扣件系统采用预埋铁座代替预埋尼龙套管,增强扣件稳定性。交叉渡线受限于安装空间,采用预埋套管与预埋铁座配合的扣件系统。将新型交叉渡线铺设于运营线路进行测试,结果表明其整体状态良好,磨耗速率明显降低,使用寿命达到预期。
城市轨道交通单趾弹条模态特征试验研究
涂小毅;曹建伟;范浩;肖俊恒;张欢;刘炳彤;蔡世生;以我国城市轨道交通扣件中常用的单趾弹条为研究对象,基于多参考点锤击测试技术,对其在组装状态下的模态特征进行了试验研究。结果表明:组装状态下,单趾弹条在0~1 000 Hz频率范围内存在3阶模态振型,对应的固有频率平均值分别为485、593、707 Hz;第1阶振型为以跟端和趾端为支撑点,大圆弧和小圆弧反向振动;第2阶模态振型为以趾端、小圆弧到弹条中肢的相切点为支撑点,弹条中肢和大圆弧同向振动;第3阶模态振型为以跟端、趾端和弹条中肢为支撑点,大圆弧和小圆弧反向振动;弹条中肢插入长度在72~78 mm内变化时,其固有频率无明显变化。建议通过提高单趾弹条的固有频率、改变列车运行速度等方法,避免轮轨激励频率与弹条固有频率一致,延长弹条的使用寿命。
地铁曲线不同位置轮轨界面综合摩擦因数优化
朱爱华;张财胜;张帆;杨建伟;白堂博;张骄;针对地铁小半径曲线轮轨精准润滑技术,考虑不同轨顶与轨侧摩擦因数匹配工况,对地铁曲线不同位置的轮轨界面综合摩擦因数进行优化。在SIMPACK中建立地铁车辆动力学模型,引入轮轨界面综合摩擦因数管理模型,分析曲线不同位置轨顶与轨侧摩擦因数匹配工况对轮轨磨耗性能、轮对冲角、表面疲劳指数和脱轨系数的影响规律。使用熵权TOPSIS法对4个评价指标建立多目标优化模型,实现曲线不同位置的轮轨界面综合摩擦因数优化。结果表明:缓中点Ⅰ、缓圆点和曲中点的综合性能同时受轨顶和轨侧摩擦因数的影响,圆缓点的综合性能主要受轨侧摩擦因数的影响,缓中点Ⅱ的综合性能主要受轨顶摩擦因数的影响;缓中点Ⅰ、缓圆点、曲中点、圆缓点和缓中点Ⅱ的最佳摩擦因数组合(轨顶摩擦因数/轨侧摩擦因数)分别为0.20/0.35、0.20/0.10、0.25/0.10、0.20/0.20和0.20/0.30。
风屏障和列车间气动干扰对并行桥风-车-桥耦合振动响应的影响
周俊宏;钟进坤;文明;陶宇;许潇凯;为研究风屏障和列车间气动干扰对并行桥风-车-桥耦合振动响应的影响,以一座跨海铁路斜拉桥为研究背景,采用BANSYS(Bridge Analysis System)软件进行风-车-桥耦合振动响应计算,分析在桥梁上有无风屏障的情况下车辆和桥梁的各项响应参数随风速的变化规律,使用单一变量的控制方法研究不同车速下车辆各项参数在桥梁有无风屏障情况下的变化规律。结果表明:在车速一定的情况下,列车及桥梁的各项响应参数随来流风速的增大而增大;桥上设置风屏障提高了列车单车通过桥时的安全性及舒适性;列车双车对开过桥时,列车间的气动干扰是影响车辆及桥梁响应的主要因素,风屏障对车辆及桥梁耦合振动响应的影响不明显。
大跨度铁路单索面预应力混凝土矮塔斜拉桥主梁局部受力分析
胡豪;高策;刘永锋;时代;李昌鹏;刘斌;葛强;为了解大跨度铁路单索面预应力混凝土矮塔斜拉桥主梁局部受力行为,依托隆叙铁路(隆昌—叙永)沱江特大桥主桥工程,建立全边跨三维实体有限元模型,分析S1、S11号斜拉索索力最大工况下边支点反力和主梁截面应力,并与全桥三维杆系有限元模型的分析结果进行对比,验证实体有限元模型的正确性,进而分析边支点隔板、索梁锚固结构和斜杆受力情况,以及斜杆箱梁剪力滞效应。结果表明:边支点隔板、索梁锚固结构和斜杆均以受压为主,局部有水平可控的拉应力,通过合理配置普通钢筋可保证结构受力安全;除边支点和固结约束边界附近箱梁外,有索区和无索区斜杆箱梁剪力滞系数在0.91~1.14;创新地采用单索面、轻量化斜杆替代索梁锚固横梁和隔板等新技术,结构传力明确,安全可靠。

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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