无碴轨道动力学理论及应用

根据车辆-轨道耦合动力学理论，建立了列车与路基上无碴轨道空间耦合动力学模型．模型中将钢轨视为弹性点支承基础上的Bernoulli-Euler梁，将轨道板及混凝土底座视为弹性基础上的弹性薄板．推导了路基上无碴轨道的运动方程．用上述模型及方程分析了遂渝线无碴轨道综合试验段路基上板式轨道及过渡段的动力学性能．结果表明，快速客车、重载以及普通货车通过路基上板式轨道时，轮轨垂向力、轮轨横向力、脱轨系数、轮重减载率、以及CA砂浆和路基面动应力等动力学指标均小于许用值．该无碴（板式和双块式）轨道与有碴轨道过渡段在客运列车作用下钢轨挠度变化率均小于许用值（0．300mm／m），在货物列车作用下略大于许用值．     

提速线路轨道结构竖向振动分析

利用有限元法，建立了车辆-轨道耦合系统竖向振动分析模型。利用该模型对列车经过错牙和路桥过渡段时轨道结构的动力响应进行了分析，计算结果为既有线提速和新线建设提供设计依据。     

高速铁路无砟轨道关键设计参数动力学研究

应用列车-线路耦合动力学理论,分析了高速铁路无砟轨道关键设计参数,包括设计轮重、疲劳检算轮重、轨道合理刚度、路桥过渡段路基面支承刚度、路基不均匀沉降、轨面变形折角及钢轨挠度变化率.结果表明:设计轮重可取为静轮重的3.0倍;疲劳检算轮重系数可取为1.50;轨下基础刚度的合理范围为20～30 MN/m;路桥过渡段路基面支承刚度的合理值为500～1 000 MPa/m;路基不均匀沉降幅值、轨面变形折角和钢轨挠度变化率应分别控制在波长的1.0‰、1.5‰及0.3 mm/m以下.     

轨道结构分析模型的探讨

指出了Winkler假设在模拟有碴轨道结构时的缺陷，提出用单向弹性支承交叉梁系模型分析轨道结构，并与弹性支承交叉梁系模型的计算结果进行比较，显示出本文的方法能够更真实地模拟实际结构的受力状况。     

提速线路轨道过渡段动力响应分析

利用车辆－轨道耦合动力有限元计算,对轨道过渡段不同工况进行仿真分析,讨论了这两种因素对轨道过渡段动力系数的影响,得出不同于传统观点的结论。计算结果表明,过渡段轨道底部刚度的突变并不直接导致动力系统的增大,而一旦存在不平顺折角,轮轨之间的动力系数将急剧增大。     

套靴刚度和阻尼对高速列车-弹性支承块式无砟轨道系统竖向振动的影响

采用轨段单元模拟弹性支承块式无砟轨道结构。钢轨模拟为弹性点支承Euler梁;钢轨下面的支承块视为刚体;道床板视为弹性薄板,并且采用横向有限条与板段单元法对其进行位移插值;钢轨扣件和支承块下胶垫和套靴模拟为线性弹簧和阻尼器;道床板与混凝土底座下的路基模拟为连续分布面弹簧和阻尼器。基于弹性系统动力学总势能不变值原理和形成系统矩阵的“对号入座”法则,建立了高速列车-弹性支承块式无砟轨道系统竖向振动矩阵方程,得到了系统振动响应,进一步分析了套靴刚度和阻尼对此系统竖向振动响应的影响规律。     

CRTSⅢ型板式无砟轨道减振过渡段动力特性分析

针对高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道减振地段与非减振地段的刚度过渡段进行研究,基于车辆-轨道耦合动力仿真分析,在各级过渡段减振垫刚度按双倍递减的情况下,讨论过渡段范围每一级过渡长度和过渡级数对轮轨动力响应的影响。研究结果表明:当过渡级数一定,每一级过渡长度采用3块轨道板长度(约15 m),轮轨力幅值、过渡段与减振地段交界面板缝两侧扣件下压力差值、车体垂横向加速度幅值、脱轨系数及轮轨减载率均最小,且钢轨挠曲变化率、列车运行品质和稳定性满足相关限值要求;当每一级过渡长度一定时,过渡级数采用3级,轮对垂向位移突变值、轮轨力幅值、钢轨挠曲变化率幅值、板缝两侧扣件下压力、过渡段与非减振地段交界面板缝两侧的错台量和扣件下压力差值均最小,且钢轨挠曲变化率、列车运行品质和稳定性满足相关限值要求;过渡段范围内,列车在经过轨道板缝时存在较大的轮轨冲击作用,尤其在各级过渡段的交界面,轮轨冲击作用更加显著,建议加强对板缝、各级过渡段交界面附近扣件系统的养护和核查。     

有轨电车平交路口过渡段路面病害机理与对策

现代有轨电车平交路口段市政路面承受社会车辆和有轨电车两种荷载作用，介于道路与钢轨之间过渡区域的路面受力特征复杂，病害频发，成为市政道路上的薄弱部位。为探究平交路口过渡段路面的病害机理，在现场病害调研的基础上，对病害类型进行了统计与分类，同时建立了路-轨过渡区三维有限元模型，考虑社会汽车和有轨电车双重荷载，分析了轨侧路面结构的力学响应。现场调研结果表明，过渡区病害主要分布在轨侧30 cm范围，轨道附近路面沉降值大多分布在0～10 mm范围，裂缝和轨道周边材料剥落是主要的病害类型。力学分析结果表明，路面结构的承载力和强度不足、路面结构变形不协调、路面沉降下车辆荷载的冲击作用，是造成路-轨过渡区发生破坏的重要内在机理。针对病害产生机理，提出在路面结构下方铺设高模量混凝土以及在道路与轨道之间增设过渡区材料的处治对策。     

减振CRTS Ⅲ型板式无砟轨道路隧过渡段动力分析

为了设置合理的过渡段长度,最大限度地减小路基与隧道之间变形差对行车安全性和舒适性的影响,基于有限元方法和车辆-轨道垂向耦合动力学理论,建立了列车-轨道-路隧过渡段垂向耦合动力分析模型.以钢轨挠度变化率、车体加速度和轮轨力等作为评价指标,对路隧过渡段动力特性进行分析,提出了路基与隧道内同时设置过渡段时,减振橡胶垫层的刚度建议值和布置方式,以及仅在隧道内设置过渡段时过渡段长度的建议值.研究结果表明:过渡段橡胶垫层的刚度可采用分级过渡的方式,减振橡胶垫层的刚度比不宜超过2;在过渡段,以车体振动加速度为控制指标,从保障行车安全和减小过渡段维修工作量的角度出发,建议隧道内过渡段的设计长度为25~30 m.      

浩吉铁路无砟轨道轨排框架法的适用性研究

浩吉铁路长大隧道内铺设弹性支承块式无砟轨道,由于重载铁路无砟道床断面施工工况与常规轨排框架法施工工况差异较大,需对轨排框架结构断面进行针对性设计,调整轨排框架长度并对其结构进行有限元分析,从而优化轨排框架的结构精度.根据实际施工工况,介绍浩吉铁路隧道段无砟轨道轨排施工遇到的隧道水沟侧墙侵线等问题并提出有效解决方案,提升...     

回头曲线路段的轨迹曲率特性和汽车过弯方式

为了明确山区公路回头曲线上的车辆轨迹特性和驾驶行为偏好,通过实车路试采集了自然驾驶习惯条件下回头曲线路段上的车辆行驶轨迹线和轮迹线-车道线的横向距离等参数,基于实测数据计算了轨迹曲率,分析了轨迹曲率与道路设计曲率之间的关系,确定了轨迹曲率变化模式,提出了轨迹等效半径的概念,研究了回头曲线路段的切弯行为和典型过弯方式. 研究发现:1） 回头曲线的入弯、弯中和出弯均可见严重的车道偏离. 2） 入弯时汽车在缓和曲线之前便已进入曲线行驶状态,出弯时车辆轨迹曲率在驶出缓和曲线之后的直线上降低至0,轨迹曲率的变化率要低于缓和曲线的曲率变化率;左转轨迹的曲率变化率要低于右转轨迹的曲率变化率. 3） 左转轨迹曲率的幅值回头曲线中部低于或者接近道路设计曲率,右转轨迹曲率则高于道路设计曲率. 4） 左转弯的轨迹等效半径要高于弯道设计半径,右转弯轨迹半径最小值和均值普遍则低于设计半径. 5） 驾驶人可以通过不同的切弯方式来实现回头曲线路段轨迹半径的增加和最大化,但需要侵占对向车道. 6） 驾驶人切弯时,左转弯的轨迹半径增量要高于右转弯的轨迹率半径增量,即车辆左转驶入回头曲线是更容易取得切弯效用;在大头线、平头线和小头线（转角分别大于、等于和小于180°） 3类回头曲线中,小头线和大头线上的切弯效果更明显.      

高速电气化铁路电分相地感器的安装结松在无砟轨道区段的设计应用探讨

无砟轨道是客运专线轨道发展的趋势,遂渝铁路路基上无砟轨道是国内首次铺设,在其上安装过分相系统地面感应装置（地感器）也是一项新课题。根据遂渝无砟轨道及自动过分相系统的介绍,探讨了无砟轨道区段自动过分相系统地感器的安装设置方式。该方式具有结构合理、性能稳定的特点,遂渝无砟轨道区段电气化工程试验及开通已近一年,经验证,能满足高速电气化铁路的安全运行要求。     

列车通过路桥过渡段时的动力作用研究

建立了列车与路桥过渡段动力特性分析模型,确定了一套轨道过渡段动力特性的评价指标,分析了由基础沉降差引起的钢轨初始变形以及行车方向、行车速度对轮轨系统动力性能的影响,提出了确定路桥过渡段长度的方法。     

高速铁路车辆与路桥过渡段垂向耦合系统动力模型

充分考虑路桥过渡段轨面弯折变形的情况,对车辆与线路垂向耦合系统动力分析模型进行优化扩展,建立车辆与过渡段垂向耦合系统动力分析模型,并提出计算机求解的思路,可较好地模拟列车高速通过时路桥过渡段和车辆的动力特性,对实际工程具有参考意义。     

变速移动列车作用下轨道动力响应的解析解

城市轨道列车在一半以上的线路内处于变速行驶状态.实测分析显示,列车进出站的振动及噪声问题不容忽视.为了研究进出站列车对周围环境的振动影响,基于轨道结构的周期性频域解析模型,从理论上建立了基于频域解析的变速车轨耦合模型,该系统考虑了整车模型、离散支撑轨道模型、轨道不平顺和轮轨赫兹接触等因素,整个求解过程在波数频率域内完成,该模型可以较好的分析轮轨间包括高频在内任意频率带宽的相互作用.同时还编制了完善的变速车轨耦合频域解析模型计算程序,通过计算结果与实测结果的对比,验证了计算程序的正确性,进而对影响变速移动列车作用下轨道动力响应的扣件刚度、列车加速度和列车初速度进行了参数分析.     

无砟轨道桩板结构路基施工技术

铁路无砟轨道,由于受到线路高程调整能力的限制,对路基的工后沉降提出了非常严格的要求。有效控制路基沉降,是无砟轨道结构施工中的一个重大课题。遂渝线无砟轨道综合试验段路基首次采用了桩板结构新型路基形式,介绍了无砟轨道桩板结构路基施工过程中钢筋混凝土桩基与横梁及钢筋混凝土承载板施工等关键技术,可为类似工程施工提供借鉴。     

Dynamics Performance of Subgrade-Tunnel Transition on Chongqing-Suining Ballastless Track

Experiments were conducted on China railway high speed electrical multiple units (EMUs) CRH2 and freight car C80 on Chongqing-Suining high-speed ballastless track. Based on the experimental results, the dynamics performance of cement concrete transition and cement stabilized aggregate transition was analyzed. The results show that the dynamic stress, vibration displacement, vibration velocity, vibration acceleration and other vibration parameters vary steadily on the profile section of transitions, and that at the adjoining position between subgrade and tunnel portal, cement concrete transition has gradual hardness change, whereas cement stabilized aggregate transition exhibits good elasticity, small shock, and small dynamic effect of the cars.     

刚度突变轨道结构的连续地基梁模型基本解及其应用

用刚度突变的连续弹性支承梁模型表示桥梁和路基两种不同类型的轨道支承条件，给出了在力学模型上的任意位置有一集中力作用解析解，具有多个集中荷载作用的结果可以通过叠加得到，此结论可应用于其他刚度突变连续地基梁结构中。还对不同刚度比、不同加载位置时钢轨的应力和位移进行了讨论。