白光数字图像频域分析法在测量梁桥挠度中的应用

将白光数字图像频域分析法引入到桥梁挠度测量中,阐述了其原理,并通过现场连续拍摄列车通过桥梁时跨中局部区域的照片和后期图像处理分析得到挠度变化过程曲线。白光数字图像频域分析法具有光路简单、操作方便、能进行近程和远程测量、测量精度高、测量成本低等优点,能克服传统检测方法的缺点。     

基于DIC技术的隧底补强变形监测与控制

北方某货运铁路隧道整体道床由于受冻胀作用和地下水冲蚀出现裂缝,造成轨道整体下沉,对列车的行车安全造成了一定的安全隐患。采用"锚注一体化"的快速修复方法填充整体道床底部缝隙,可有效加固整体道床,但注胶过程中会引起轨道竖向变形。为防止轨道变形过大,需对轨道变形进行实时监测。采用DIC实时变形监测系统对轨道竖向变形进行实时监测,监测结果表明:在注胶过程中,当整体道床底部存在非贯通裂隙时,轨道在注胶压力的作用下抬升,当达到1mm的警戒位移时,停止注胶,轨道缓慢下降;当整体道床底部存在贯通裂隙时,出现渗水现象,轨道在注胶压力作用下缓慢且均匀地抬升;当达到1mm的警戒位移时,停止注胶,轨道缓慢下降。通过DIC实时变形监测系统捕捉了轨道在注胶过程中的竖向变形规律,为后续的工程实施提供有力保障。     

地铁常用减振轨道振动特性及减振效果对比研究

对中等减振扣件轨道、梯形轨枕轨道、钢弹簧浮置板轨道、普通整体道床轨道进行环境振动现场实测,对比分析地铁列车通过时不同轨道的钢轨、道床、隧道壁振动加速度(垂向、横向)及钢轨动态变形(垂向、横向).结果表明:4种类型轨道的钢轨振动加速度相差不大;中等减振扣件轨道的道床振动加速度小于普通整体道床轨道,另外2种减振轨道明显大于普通整体道床轨道;钢弹簧浮置板轨道的隧道壁振动加速度明显小于其他轨道;钢弹簧浮置板轨道减振效果最好;中等减振扣件轨道的钢轨动态变形明显大于其他轨道.     

地铁轨道道床减振垫减振性能研究

道床减振垫已在郑州地铁轨道上得到了实际应用。通过进行轨道静态锤击试验及在车辆正常运行条件下的轨道动态变形和振动测试,分析道床减振垫的减振性能。结果表明:道床减振垫实际应用时的固有频率为25.4 Hz,道床减振垫竖向振动频率在250 Hz、横向振动频率在100 Hz处的振动衰减趋势较大;在20~400 Hz频率范围内,采用道床减振垫相对于不采用道床减振垫的平均减振量为24.4 dB;在车辆正常运行条件下,轨道的动态变形满足列车安全运行的要求,隧道壁的竖向振动相对于不采用道床减振垫减少了15.7 dB;在静态和动态测试条件下,采用道床减振垫的减振量基本一致,具有较好的减振效果。     

高速铁路道砟飞溅理论计算与试验研究

根据有砟轨道特点,建立动车组和有砟轨道车—线多孔介质动态空气动力学分析模型,分析列车底部至轨道道床顶面之间空气流动特性。并通过京沪高铁黄河大桥风压测试和道砟飞溅监测,研究列车底部空气动力学效应。研究结果表明,理论建模分析和实测结果基本吻合,所建分析模型用于计算道床顶面所受压力是可行的,道床表面所受负压随列车速度提高而增大,在列车时速达到350 km/h时,试验区段未发生道砟飞溅。     

钢轨下沉量和轨枕垫层刚度

瑞士联邦铁路（SBB）设计了一辆检测车（EMW），能不问断地测量钢轨的下沉量。在装有各种轨枕垫层的试验线上测试表明，能够测量出不同运输方式（客运、货运、不同轴重、列车长度等）和各种轨枕垫层情况下钢轨的下沉量，但还未正式投入使用。为了取得轨道预制件的有关测试数据，法国国营铁路公司（SNCF）在轨道试验室中，将一组轨排和许多装有垫层的轨枕放置在一个道砟浮动槽中，进行轨道垂直刚度试验，以便估算未来线路的轨道下沉量。另外，在试验中采用标准道床板测试混凝土轨枕垫层的刚度。将在浮动槽中测得的垂直刚度结果与利用道床板测得的轨枕垫层刚度相结合，便能估算出装有垫层轨枕的轨道下沉量的经验数值。     

含裂纹的双块式无砟轨道道床垂向振动特性分析

基于线弹性断裂力学理论和车辆-轨道耦合动力学理论,采用有限单元法,建立含道床裂纹的车辆-双块式无砟轨道垂向耦合动力学模型,模型中通过设置奇异等参元来反映三维裂尖应力场、位移场的奇异性,由节点位移外推法得到在列车动荷载作用下道床裂尖的应力强度因子,最后探讨裂纹对道床振动特性的影响。结果表明:在列车动荷载作用下,裂尖附近的应力场强度主要由Ⅰ型应力强度因子控制,裂纹出现张开与闭合的交替状态,裂纹在一次列车动荷载作用下不会发生失稳扩展,但应注意其疲劳扩展导致道床的断裂破坏;裂纹对道床的振动位移和振动加速度影响较小,但对道床的动弯应力和道床下层钢筋的动应力影响明显,会加速道床的疲劳损伤。     

不同轨道结构地铁车内噪声影响特性分析

为研究不同轨道结构形式对地铁车内噪声的影响,测试了列车通过普通整体道床、减振扣件道床、梯形轨枕道床、中档钢弹簧浮置板道床、高档钢弹簧浮置板道床等5种轨道结构形式时的车内噪声。采用A计权声压级对车内噪声时域与频域特性进行分析,探究列车通过5种不同轨道结构时车内噪声分布规律。结果表明:普通整体道床车内噪声瞬时A计权声压级均值为76. 6 d B,减振扣件为82. 3 d B,梯形轨枕道床为77. 2 d B,中档钢弹簧浮置板道床为76. 8 d B,高档钢弹簧浮置板道床为81. 6 d B; 5种轨道结构形式车内噪声A计权声压级频谱差异明显;车内噪声总A计权声压级在空间分布上,同一水平车厢两侧近门窗处比车厢中部约高1. 5 d B,在垂向上声压级随高度的增加逐渐减小,坐高处比站高处噪声总A计权声压级高0. 5 d B。     

活动断裂带地区地铁新型轨道结构动力响应研究

断裂带是一种地区性的灾害地质,断层粘滑错动是地震造成跨断层隧道结构严重破坏的主要因素。乌鲁木齐九家湾断层组中的第3条断层与地铁1号线交角约71°,三向变形,预计百年垂直最大错位量约650 mm。目前国内外常用的整体道床结构设计最大调高量一般不超过60 mm,高低和水平调整量有限,无法适应1号线活动断层的变形量。对乌鲁木齐新型轨道结构进行研究,利用有限元软件ABAQUS建立车辆-轨道-隧道有限元模型,分析新型轨道结构的动力响应特性,基于仿真结果推荐新型固化道床弹性模量取值为500 MPa,可满足乌鲁木齐地铁1号线安全运营和乘客舒适性要求。     

直线电机运载系统整体道床力学特性研究

利用ANSYS有限元分析软件,建立直线电机运载系统无碴轨道的空间计算模型,将整体道床的受力变形结果与不考虑磁吸力的结果进行对比分析,得出磁吸力对整体道床的影响规律.理论分析表明,在考虑直线电机的磁吸力后,将增加整体道床的内力和位移值,据此对整体道床的设计提出建议.     

大秦线特大桥上重载线路病害综合整治技术

大秦线永定河特大桥和跨丰沙线特大桥桥上重载线路存在道床病害、轨枕病害和曲线偏移引起的结构性病害,本文对病害原因予以分析并提出综合整治措施。对曲线地段轨枕落道量和曲线偏心量进行了测量与分析,提出落道和曲线拨移设计方案。利用大修列车更换桥枕、偏心拨正和落道捣固,综合整治后线路轨道质量指数均值与轨检车不良扣分均降低,轨道平顺性得到提升。     

道床纵向阻力变化对无缝道岔受力与变形的影响

为了进一步研究无缝道岔受力和变形的特点,通过建立模型,利用现场实测数据,计算了道岔直侧股、道床捣固前后、岔区与区间线路的道床纵向阻力.计算得到12号道岔钢轨升温50℃时各部分的受力和变形结果.分析表明:直侧股道床纵向阻力相差越大,直曲基本轨处限位器作用力大小相差越大;道床捣固不密实引起的道床纵向阻力减小,会显著增大道岔各部分受力和变形;岔区道床纵向阻力的变化,相比区间线路道床纵向阻力的变化,对无缝道岔受力及变形影响要大.     

激光位移计在隧道基底补强监测与控制中的应用

铁路隧道整体道床基底下沉、翻浆冒泥等病害严重影响线路平顺性。以基底病害采用“抬-注-锚”技术整治为例,利用激光位移计实时监测轨道板抬升过程中的位移。结果表明:当聚氨酯固化材料填充轨道板底部裂缝时轨道板抬升,当抬升位移量达到警戒值1 mm时停止作业,之后轨道板缓慢下降,随着聚氨酯固化材料的固化,轨道板的抬升位移量最终趋于稳定。由于激光位移计在测量精度和测量范围上比轨距尺更具优势,能够有效地实时监测和控制轨道板抬升过程中的位移,为后续工程实施提供保障。     

城市轨道交通宽枕板式固化道床轨道结构动力特性

以乌鲁木齐城市轨道交通1号线为依托,设计宽枕板式聚氨酯固化道床轨道结构,并进行动力特性和减振性能研究。结果表明:与无砟轨道结构相比,宽枕板式聚氨酯固化道床轨道结构在列车振动荷载作用下会产生迟滞弹性变形,有利于能量耗散,轮轨垂向力均值及峰值分别减少17.9%和9.8%;无砟轨道结构脱轨系数在0.04～0.22范围内,而宽枕板式聚氨酯道床轨道结构脱轨系数在0.03～0.08范围内,行车稳定性更高;与无砟轨道结构相比,宽枕板式聚氨酯固化道床轨道结构的Z振级插入损失为8.1 dB,最大插入损失为11.18 dB,对应中心频率为40 Hz,具有较好减振性能。     

基于橡胶混凝土的铁路隧道减振研究

为了控制列车通过时铁路隧道的振动强度,提出将橡胶混凝土材料应用于铁路隧道道床回填层的减振思路。基于动力学理论和有限元法,建立车辆-有砟轨道-隧道空间耦合动力学模型,分析橡胶混凝土回填层的减振性能以及对行车状态、轨道结构动力响应的影响。研究表明:橡胶混凝土回填层能发挥明显的减振效果,最大减振量为10. 3 d B,发生在中心频率80 Hz处;橡胶混凝土回填层对车辆动力响应影响不大,可以保证列车的安全平稳运行;采用橡胶混凝土回填层后,钢轨、轨枕、道床位移分别增加2. 06%、9. 48%和18. 58%,轨道各结构振动加速度变化较小,不会加剧轮轨的相互作用。     

道碴动三轴试验研究

动三轴试验是当今世界研究道床特性的最重要方法之一。通过动三轴试验，可研究荷载状态、道碴材质与级配以及道床状态对道床累积变形和道床弹性的作用，道床累积变形和道床弹性分别是道床由计划维修向状态维修过渡和轨道结构仿真参量的依据。基于动三轴试验，本文研究了试验前后道碴级配变化、道床累积变形和变形率以及道床弹性随荷载作用次数的变化规律，探索了道碴磨耗特性随重复荷载和材质的变化规律，得到了道床累积变形及变形率在试验开始时较大，随着荷载作用次数增大而减小，最后达到稳定的规律；道床弹性随荷载作用次数的变化规律也是如此，估算了道床最终稳定时的弹性模量，且有道床弹性仅是道碴材质的固有特性，受荷载作用次数和道床状态影响较小的结论。基于动三轴试验结果，对国外现有的道床累积变形模型进行了对比分析，并研究了各自的特点。单独研究道床累积变形和道床弹性在国内尚属首次。     

地铁车辆以磨耗车轮通过钢弹簧浮置板轨道时的较好平稳性速度

[目的]为使地铁乘客获得较好的乘车体验,探究轨道线路铺设浮置板时车体平稳性较好的通过速度区间。[方法]利用仿真软件建立了地铁车辆-浮置板轨道-路基的动力学模型,分析了标准车轮及磨耗车轮通过地铁有无钢弹簧浮置板轨道时的车体振动状况。对比了不同速度条件下,增设浮置板前后车体垂向平稳性指标时域及频域的变化;对比了车体在浮置板轨道系统下,车体以磨耗车轮与标准车轮通过时,车体的垂向振动加速度等参数时域及频域的变化规律。[结果及结论]不同速度时,浮置板会使列车的平稳性指标增大,相比无浮置板时平均增长了5.8%;横向平稳性指标在速度低于60 km/h时,其对平稳性指标有减小作用。浮置板系统中,磨耗车轮的存在会加剧车体垂向振动,这种现象在列车高速行驶时表现更突出。地铁车辆通过轨道时的垂向振动加速度频率主要集中在低频区段的0～10 Hz,横向振动加速度频率区段主要集中在0～30 Hz。地铁车辆通过存在浮置板路段且速度在48～60 km/h区间时,磨耗车轮的车体垂向平稳性指标在1.8左右,横向平稳性指标在1.1左右,数值均较低,即车体振动及横向运动较小,平稳性较好。     

无碴轨道道岔区轨下基础受力分析

研究目的：本文以遂渝线12号无碴道岔道床为例，对12号无碴道岔的轨下基础受力和变形特性进行了分析，为无碴道岔道床的设计提供参考。 研究方法：根据多重叠和梁理论，运用有限元方法建立了无碴轨道道岔区轨下基础受力模型，针对无碴轨道板之间接触条件的特点，对无碴轨道道岔区轨下基础受力进行了分析。 研究结果：在同样荷载条件下，板层之间无紧密连接的无碴轨道的板层拉应力要大于板层有紧密连接结构的拉应力；当道床板层之间紧密连接时，道床板连续与否对道床板弯矩和路基面压应力影响不大。 研究结论：通过建立无碴轨道岔区道床有限元模型对岔区道床在列车荷载作用下的轨道响应进行了探讨，并分析计算了岔区分开式道床和连续式道床的道床板截面最大弯矩供设计时参考。道床板层之间紧密连接时，道床板连续与否对道床板弯矩和路基面压应力影响不大，故道床设计时可针对分开式道床和连续式道床的特点进行合理选用。     

弹性轨枕有碴轨道动力响应分析

利用车辆-轨道耦合动力学理论所编制的程序,计算弹性轨枕有碴轨道与普通轨枕有碴轨道在相同工况下的动力响应。通过对两种轨道动力响应的对比分析,表明弹性轨枕不仅能够提高轨道弹性,缓和列车冲击,减轻道床振动,减少道碴粉化,延长轨道维护周期,还能保持行车的安全性与平稳性。     

城市轨道交通中钢筋桁架轨枕式整体道床配筋设计

结合最新研发的城市轨道交通钢筋桁架轨枕,采用允许应力法进行了城市轨道交通钢筋桁架轨枕式整体道床的配筋设计。设计中针对不同地段整体道床特点,采用不同的荷载组合方式,合理确定了不同地段道床配筋。计算结果表明:列车荷载弯矩、翘曲弯矩以及基础变形附加弯矩是影响配筋的主要因素,特别是基础变形对配筋的影响最大;相比较而言,温度力影响相对较小。因此,严格控制基础变形,特别是路基地段的路基沉降,能够有效地减少配筋量。