轨道板与砂浆粘结试验及内聚力模型参数研究

研究目的:目前轨道板与CA砂浆层离缝损伤是我国CRTSⅡ型板式无砟轨道主要损伤形式,本文为研究砂浆层离缝损伤机理,制作混凝土和砂浆复合试件进行劈拉和剪切模型试验,采用数字图像相关(DIC)技术得到加载过程的层间应变场分布,分析得到内聚力模型参数,并采用有限元软件计算内聚力模型参数且与试验结果进行对比验证,得到轨道板与砂浆层间力学特性及其破坏模式。研究结论:(1)DIC技术能较好地描述复合试件的层间应变场分布,以及层间损伤、裂纹萌生、扩展及破坏的全过程;(2)轨道板与砂浆层间粘结破坏属脆性破坏,层间法向和切向张力-位移关系均表现为双线性关系;(3)轨道板与砂浆层间参数可取法向内聚强度1.792 MPa、界面刚度708.485 MPa/mm、临界断裂能0.025 2 mJ/mm~2,切向内聚强度0.956 MPa、界面刚度63.039 MPa/mm、临界断裂能0.018 mJ/mm~2;(4)本研究成果可用于分析轨道板与砂浆层间损伤开裂行为,可为Ⅱ型板式轨道结构的设计及维修提供理论依据。     

铝热焊用一次性坩埚的研制

分析一次性坩埚所选的原沙、树脂砂和粘结剂等原料的参数。研究树脂砂的强度、发气量、表面稳定性、耐热性等性能,保证树脂砂的适用性。使用成型的树脂自硬砂一次性坩埚进行焊接,焊接接头的硬度平均为288HB,力学性能主要参数Rm为790MPa,静弯平均为1500kN。根据TB/T1632 91要求对焊接接头的硬度、力学性能、静弯强度进行试验。分析焊接接头夹杂物情况和焊缝金相组织形貌,并与使用镁质坩埚的情况进行对比。试验结果显示,研制的一次性坩埚可以满足铝热焊接使用。     

50KG/M、60KG/M、75KG/M型钢轨胶接绝缘接头

采用无溶剂型胶接绝缘槽板工厂热胶生产的钢轨胶接绝缘接头,其技术指标达到或优于铁道部标准(TB/T2975-2010)规定要求。1997年12月通过上海铁路局技术鉴定,总体水平达到国内领先,其关键技术指标钢轨胶接绝缘接头整体剪切强度超过美国"AREA"的技术标准和     

高强度钢板焊接接头疲劳性能研究

为探索转向架构架轻量化之路,文章采用典型焊接接头疲劳试验方法,对WYS700、Q460ME、16MnDR三种不同强度等级的钢板进行了对接焊接接头疲劳性能测试,根据测试数据绘制了这三种钢板对接焊接接头的S-N曲线,并与IIW标准中规定的对接接头的疲劳极限进行了对比。结果表明:WYS700、Q460ME、16MnDR三种焊接接头在极限疲劳寿命(循环次数N=10⁷)下,疲劳极限分别为203.75 MPa、198.88 MPa、203.33 MPa,三者相差不大,WYS700、Q460ME的S-N曲线斜率相近,16MnDR的S-N曲线斜率比前两者小,曲线显得更加平缓,说明在现有的焊接工艺下,通过提升母材强度不能提升焊接接头疲劳强度;与IIW标准中规定的对接接头在N=10⁷下的疲劳极限41.5 MPa,N=2×10⁶下的疲劳极限71 MPa相比,三种材质的焊接接头试验值远大于该标准要求值。     

贝氏体车轮钢性能分析

针对铁路车轮使用中存在的剥离问题,对新研制的贝氏体车轮钢进行检验.力学性能检测结果说明,与普通CL60车轮钢相比,新型贝氏体车轮钢的强度提高13%,塑性变形能力提高23%,冲击韧性提高2～3倍;通过金相组织观察、SEM断口分析、X射线衍射组织测定和TEM分析得出:新型贝氏体车轮钢为细而均匀的贝氏体 铁素体 少量粒状贝氏体组织,冲击断口具有典型的韧性断裂特征,钢中残余奥氏体含量为12%,显微组织主要由条状铁素体组成,未见碳化物析出相,为无碳化物贝氏体组织.分析结果表明:新型贝氏体车轮钢能显著提高车轮的抗剥离性能,具有更高的运用安全性.     

高性能桥梁用钢系列新钢种的性能分析

对采用超低碳贝氏体钢工艺路线研制的4种新一代高性能桥梁用钢Q345qE (NH),Q420qE(NH),Q500qE (NH)和Q690qE (NH)的力学性能、耐腐蚀性能、屈强比控制和焊接性能进行测试和分析.结果表明:这4种高性能桥梁用钢的强度都达到了GB/T 714-2008《桥梁用结构钢》的相关要求,且具有良好的低温韧性和塑性;采用TMCP工艺生产的Q345qE (NH),Q420qE (NH)和Q500qE (NH)钢厚板的屈强比均低于0.85,具有理想的低屈强比;采用TMCP+回火工艺生产的Q690qE (NH)及Q500qE (NH)钢厚板的屈强比明显提高;Q345qE (NH),Q420qE (NH)和Q500qE (NH)钢的耐腐蚀指数分别为6.105,6.233和6.604,均大于6.0,可以裸露使用;32mm厚Q420qE (NH)钢厚板的韧脆转变温度在-120℃以下,远远低于国内环境温度,其屈强比对国内使用环境下高性能桥梁用钢的韧性没有影响;这4种高性能桥梁用钢具有非常良好的焊接性能,易于施焊,接头和热影响区性能完全满足设计要求.     

深厚砂层地基振冲灌浆加固处理技术研究

针对福堂水电站闸基混凝土防渗墙成槽施工遭遇深厚砂层,强度较低及施工过程基坑难以成形等难题,依据地基处理理论及技术方法,结合闸基砂土实际情况,分析得出了砂土地基内摩擦角应达22°以上、压缩模量应大于22 MPa等强度指标.据此提出了深厚砂层地基振冲灌浆处理技术方案,确定了振冲碎石桩梅花形布置且间排距1.5～2.0 m(平均间排距1.7 m)、振冲深度为3～15 m以及每m2碎石填料为0.9 m3等参数.地基处理后监测结果表明,地基承载力特征值达230 kPa,变形模量为25 MPa,文克尔系数为0.019 N/mm3.深厚砂土的各力学指标及地基承载力得到了显著提高,完全可以满足工程实际需要.     

缓粘结预应力技术在铁路桥梁中的研究与应用

缓粘结预应力技术综合了有粘结预应力结构性能优异、无粘结预应力施工简便的共同优点，得到越来越广泛的研究与应用。针对铁路桥梁特点，对缓粘结预应力技术进行研究，为其在铁路桥梁中的应用提供参考。结合吴中城际铁路对缓粘结预应力体系的构造设计、合理参数、施工与验收进行研究。研究结果表明：(1)缓粘结预应力摩阻损失与缓粘结粘合剂的稠度有较大关系，通常摩阻系数按照μ=0.12、k=0.006考虑；(2)缓粘结粘合剂快速固化的钢对钢拉伸剪切强度指标不宜小于15 MPa,以满足铁路桥梁的疲劳作用；(3)为保证缓凝粘合剂固化后的粘结锚固性能，须对缓粘结预应力筋护套肋高与肋槽参数指标进行严格要求。缓粘结预应力结构受力合理、耐久性好、施工简便，具有良好的经济效益和社会效益。     

饱和软黄土隧道围岩注浆加固参数研究

研究目的:饱和软黄土地层隧道围岩具有强度低、承载力差、抗变形能力弱等特性,因此对饱和软黄土地层隧道围岩注浆加固参数展开研究具有重要意义。依托西安地铁4号线火车站站暗挖西安火车站工程,进行室内黄土力学性能和现场注浆试验,研究含水率对黄土强度特性的影响,分析黄土劈裂注浆浆液扩散的基本规律及劈裂机理,并总结现场隧道围岩注浆加固参数。研究结论:(1)饱和软黄土的含水率降低,其强度呈线性增长,因此注浆后降低了原位土体的渗透性能以及提升土体的黏聚力,整体上提升土体的抗剪强度;(2)黄土劈裂注浆浆液扩散的基本规律及劈裂机理:浆脉夹角近似120°,且高度不一致,长度有差别,在注浆压力逐渐增大的情况下,浆液在黄土体内会先后三次劈裂土体,形成劈裂缝并在其中进行扩散、填充,最终形成黄土劈裂注浆的"Y"型浆脉;(3)加固后的开挖面土体无侧限抗压强度达到0.6 MPa,周边土体加固区达到1.2 MPa,渗透系数≤10-6cm/s,含水率由原先的约30%下降至10%;(4)得出了在饱和软黄土地层中下穿火车站暗挖隧道WSS注浆所使用的配合比、注浆压力控制值、黄土地层下填充系数等参数,可为饱和软黄土地层隧道围岩注浆加固参数的精细化设计提供必要的参考依据。     

常温养护下正交异性钢板-RPC组合桥面力学研究

为了解决正交异性桥面板铺装破坏和钢桥面板开裂的问题,提出一种常温养护下正交异性钢板-活性粉末混凝土(RPC)组合桥面结构体系。基于某大桥建立局部有限元模型,并计算对比常温RPC组合箱梁、纯钢箱梁、高温RPC组合箱梁和普通混凝土组合箱梁的桥面系应力状态;同时开展局部模型静载试验。研究结果表明:常温养护下RPC抗压强度、抗折强度和弹性模量与普通混凝土相比有明显的提高;常温养护的RPC组合箱梁的RPC层拉应力达到了6.45 MPa,未出现裂缝,此应力远高于普通混凝土的抗拉强度,从而为解决桥面铺装破坏提供了思路;常温RPC组合箱梁和高温RPC组合箱梁桥面板应力降幅都超过了80%,明显大于普通混凝土组合箱梁,从而改善桥面板疲劳性能。常温养护的RPC在施工现场便于制作,应用前景较好。     

制动盘用SiCp/A357铝基复合材料摩擦磨损性能研究

采用搅拌铸造法制备SiCp含量分别为0 wt%、10 wt%、20 wt%、30 wt%、40 wt%的SiCp/A357铝基复合材料(Si Cp/A357复合材料)。在MVF-1A摩擦磨损试验机上以45^#钢为对磨材料，研究Si Cp含量对Si Cp/A357复合材料干滑动摩擦磨损性能的影响，并采用扫描电镜(SEM)对Si Cp/A357复合材料磨损表面观察分析。结果表明：加入Si Cp可细化基体晶粒，降低Si Cp/A357复合材料孔隙率，相比于A357基体铝合金材料，40 wt%Si Cp/A357复合材料的硬度提高了70.3%，可达155HBW。Si Cp/A357复合材料的平均摩擦系数和磨损率均随Si Cp含量的增加呈现先下降后上升的趋势，当Si Cp含量为20 wt%时，达到最低的平均摩擦系数0.420和最低的磨损率4.15×10^-3 g·m^-3。在60 N负载下，A357基体铝合金材料的磨损机制以粘着磨损为主，随着Si Cp含量增加，Si Cp/A357复合材料的磨损机制转变为以磨粒磨损(20 wt%SiCp...     

氢能源有轨电车加氢站选址及工艺布局设计

多个氢能源有轨电车工程在国内外相继建成并投入运营，但目前氢能源有轨电车仍面临着相关标准/规范缺失、关键技术空白等问题，故而需要对氢能源有轨电车加氢站的设计及其工艺布局进行深入研究。在介绍2015年至今国内外研发的各种类型氢能源有轨电车及我国已运营/在建氢能源有轨电车线路的基础上，阐述了有轨电车加氢站的组成及氢气加注原理，列出了加氢站的主要技术方案及技术指标，提出了有轨电车加氢岛的设备空间布局方案；选取了两个有代表性的加氢站选址方案，分别为方案一(加氢站与车辆段合并布置)和方案二(加氢站布置于线路末端车站旁),从运营组织、选址条件、占地面积、车辆运营检修流程和经济性等方面对这两个方案进行对比分析，并以佛山市南海区有轨电车里水示范段工程加氢站布置方案为案例进行了说明。研究表明：方案一用地更节省，经济性更好，运营组织更灵活，车辆运用检修也更便利。