单元板式轨道脱空伤损识别的柔度曲率特征值法

为了实现对CRTS Ⅲ板式无砟轨道结构中轨道板板底脱空伤损的识别和定位,首先通过轨道结构模型的模态分析,获取其结构的柔度矩阵,结合高斯曲率和降噪数据处理构建柔度曲率特征值矩阵,利用非伤损区域内反映不规则突起对伤损定位影响的准确性指标和反映识别伤损范围的有效性指标得到合理的测点密度,最后建立多种伤损工况,研究该指标识别的应用范围. 研究结果表明:已脱空轨道板的柔度曲率特征值在伤损区域内存在明显突起,且峰值位置与伤损区域中心吻合,可在无基准参数下有效识别CRTS Ⅰ及CRTS Ⅲ型两种材料性能不同的单元板式轨道板底的隐蔽伤损;针对板底大于0.4 m × 0.4 m的脱空伤损,采用测点密度为0.2 m时有利于降低噪声对伤损定位准确性的影响,提高伤损范围识别的有效性;当轨道板底伤损区域边长大于0.3 m时,可利用柔度曲率特征值进行伤损识别和定位;轨道板柔度曲率最大绝对值随脱空尺寸变大而增加,二者基本呈线性关系,结合柔度曲率特征值的可视化图形可进行伤损面积识别.      

基于ANSYS的CA砂浆伤损对轨道板受力影响分析

为分析CA砂浆在不同伤损情况下对轨道板受力影响,用ANSYS模拟CA砂浆常见的剥离、板角掉块的伤损模型,在列车轴载和温度荷载作用下对轨道板进行受力分析.结果表明:CA砂浆与轨道板剥离增加了轨道板在温度荷载下的翘曲变形和板底拉应力;板角碎裂、掉块导致轨道板受力不均匀,造成了局部的应力集中,随着掉块面积的增大,应力集中加剧,降低了轨道板的服役寿命.     

基于瞬态冲击响应的混凝土路面板脱空识别

为开发混凝土路面板脱空检测专用仪器,降低检测费用和简化检测方法,在现有脱空检测方法的基础上,根据脱空板振动频率及在定量冲击激励下振幅的变化规律,提出了混凝土路面板脱空识别的瞬态冲击响应法.该方法可以根据板上测点功率谱图中共振峰的数量和基频大小(分析频带0~1 000 Hz),对脱空状态进行初步定量判别;结合定量激励下测点振幅拟合曲线斜率的变化,实现脱空区边界的识别.通过若干不同脱空状态路面板的模型试验和对实际混凝土路面的检测,阐述了它的检测原理和操作流程,并验证了其可行性和有效性.     

Ⅰ型轨道板端离缝对轨道结构及车辆动力特性的影响

为了研究高速列车荷载作用下,Ⅰ型轨道板端部与CA砂浆层间的离缝现象对钢轨、轨道板及车辆的力学性能的影响,建立了车辆-Ⅰ型板式轨道垂向耦合动力学分析模型.以轮轨力、钢轨位移及加速度、轨道板位移,拉应力及加速度、车辆加速度为评价指标,分析了不同离缝长度和高度工况下上述指标的变化规律.研究结果表明:板端离缝长度越短,轨道板越容易脱空受力;轨道板脱空受力时的离缝高度等于该离缝长度下板的竖向最大位移;离缝长度及高度的变化对轨道结构及车辆的受力状态均有影响,但离缝长度的影响更大;长度不大于0.6 m的板端离缝主要使钢轨及轨道板的变形及受力状态恶化,长度大于0.6 m的板端离缝也会使车辆的振动加速度超过容许值.      

应用排水基层防止水泥混凝土路面板底脱空的效果评价

水泥混凝土路面板底脱空是导致水泥混凝土路面板断裂和错台的主要原因,根据试验路脱空检测的结果,运用统计学有关方法（t-检验）对不同基层类型的脱空情况进行分析,结果表明,大空隙排水基层可有效抑制水泥混凝土路面板底脱空。     

应用排水基层防止水泥混凝土路面板底脱空的效果评价

水泥混凝土路面板底脱空是导致水泥混凝土路面板断裂和错台的主要原因,根据试验路脱空检测的结果,运用统计学有关方法(t-检验)对不同基层类型的脱空情况进行分析,结果表明,大空隙排水基层可有效抑制水泥混凝土路面板底脱空.     

温度荷载作用下CRTSⅡ型板式无砟轨道材料参数对界面损伤的影响

高速铁路板式无砟轨道在施工和服役过程中,结构材料参数可能发生改变,并与其工程设计值有较大差别,这种改变对轨道板与砂浆层之间界面的损伤有何影响,目前还缺乏较深入的研究。本文建立了CRTS Ⅱ型板式无砟轨道有限元模型,采用内聚力模型模拟界面的损伤行为,分析了在90℃/m极端温度梯度荷载作用下,轨道板弹性模量、砂浆层弹性模量和界面黏结强度对轨道板与砂浆层界面损伤的影响。结果表明:轨道板和砂浆层弹性模量对界面损伤的影响规律基本一致,高弹性模量恶化了界面受力情况,将加大界面损伤程度和损伤区域;界面黏结强度对界面损伤有显著的影响,当黏结强度小于其设计值时,界面损伤随黏结强度降低而快速恶化。     

旧水泥混凝土路面板底脱空的综合判断

水泥混凝土路面板底脱空,严重影响路面的正常使用。文中首先阐述板底脱空机理,然后介绍FWD法和探地雷达法两种脱空检测手段,并结合东莞市清凤公路清溪段工程检测情况,进行综合判定板底脱空情况。     

水泥混凝土路面的板底脱空及其影响分析

根据水泥混凝土路面板底产生脱空的机理,利用有限元程序ANSYS,就不同脱空面积和脱空形状对水泥混凝土路面板的影响进行了分析,结果表明：理论计算得到的板底脱空形状与实测值相符;随着脱空面积的增大,水泥混凝土路面板的弯沉值呈反S型增大,而当脱空面积相同时脱空区域的形状对弯沉值的影响不大。     

超薄白色罩面板脱空的模拟及分析

对超薄白色罩面(UTW)结构采用变尺寸接触模型模拟板底未脱空时及板分别出现不同程度的纵缝边缘脱空、横缝边缘脱空和板角脱空情况下等不同情况,基于ANSYS软件分析了脱空下罩面板的受力特性及路面破坏的原因和破坏模式,并通过试验观测对分析的结果进行了验证,指出设计及施工时应采取措施保证UTW层间粘结,避免罩面过早破坏.     

超薄白色罩面板脱空的模拟及分析

对超薄白色罩面(UTW)结构采用变尺寸接触模型模拟板底未脱空时及板分别出现不同程度的纵缝边缘脱空、横缝边缘脱空和板角脱空情况下等不同情况,基于ANSYS软件分析了脱空下罩面板的受力特性及路面破坏的原因和破坏模式,并通过试验观测对分析的结果进行了验证,指出设计及施工时应采取措施保证UTW层间粘结,避免罩面过早破坏.     

超薄白色罩面(UTW)脱空应力分析

采用ANSYS软件对UTW路面结构的脱空进行了分析,探讨了板底未脱空时板受力特性及板分别出现不同程度的纵缝边缘脱空、横缝边缘脱空和板角脱空情况下的混凝土板受力特性,并结合直道疲劳试验的应变观测及芯样观测结果对有限元分析的结论进行验证,指出在设计及施工时应采取措施切实保证UTW层间粘结,保证UTW在荷载下不过早破坏.     

GPR无损检测技术在道路病害检测中的应用

采用GPR技术对梅观高速公路改造段的原有混凝土道路质量情况进行连续扫描数据采集,通过这些大量采集的数据对道路原有混凝土的厚度、钢筋分布、板底脱空等情况进行评价,全面反映了原有道路混凝土路面板的质量及其存在的质量缺陷,改变以往一贯不连续、数据采集少,反映不全面的破坏试验检测。     

基于PZT的金属结构焊缝裂纹检测仿真研究

起重机金属结构的损伤一般出现在焊缝处,裂纹是损伤中危害最大和最普遍的一种。应用压电阻抗法并借助ANSYS仿真软件对带焊缝钢板进行谐响应分析,采用RMSD指数法研究了基于PZ T传感器的焊缝裂纹损伤程度和定位方法识别。仿真结果表明,压电导纳频谱曲线对裂纹深度和裂纹与PZ T的偏移距离很敏感,呈现出一定的规律性。压电阻抗法可以用于对焊缝裂纹损伤程度和裂纹位置识别的分析。     

水泥混凝土路面板底脱空弯沉判别方法

针对目前水泥混凝土路面板底脱空弯沉判别方法仅依靠单一弯沉值的情况,在系统分析基于静弯沉的单一弯沉值法和基于动弯沉的弯沉盆变异法、夹角法、弯沉比法等路面板底脱空弯沉判别方法基本原理的基础上,根据徐州地区某水泥路改造中试验数据,提出利用弯沉盆3步法进行水泥板脱空评定的科学方法,为综合利用路面板底脱空弯沉判别方法,提供依据。     

无砟轨道层间动水压力试验设计

无砟轨道层间界面是其薄弱环节，雨水侵入会加剧层间损伤.为研究无砟轨道层间离缝内动水压力分布规律，建立无砟轨道层间脱空平面计算模型，分析脱空深度与开口量对脱空区域垂向位移的影响，确定与现场实测接近的脱空深度；并设计无砟轨道层间脱空模拟装置，验证高频荷载作用下该装置的有效性；基于此装置，开展层间离缝动水压力试验，研究荷载频率、离缝开口量对动水压力的影响.结果表明：当荷载频率为25 Hz，幅值为1.1 kN时，层间脱空模拟装置板端最大垂向相对位移与现场测试结果吻合，表明该装置能模拟层间动水；在高频荷载作用下，层间离缝内水压力正负交替变化，动水压力沿离缝深度方向增大，在离缝尖端水压力最大为15.794 kPa；荷载频率从15 Hz提高至25 Hz时，最大动水压力从1.646 kPa增长到15.794 kPa，约增大10倍；开口量从8 mm增加至14 mm时，最大动水压力从8.320 kPa增大到15.794 kPa，约增大2倍.     

考虑界面初始黏结缺陷的CRTS Ⅱ型板式无砟轨道温度变形

针对中国高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道界面初始黏结缺陷导致轨道结构温度变形进一步增大的现象, 基于电荷耦合器件(CCD)工业相机与计算机图片处理技术, 建立了板式无砟轨道界面空隙率试验检测系统, 测试了3块CRTSⅡ型板式无砟轨道板与水泥沥青(CA)砂浆界面的初始空隙率; 在有限元模型中以界面空隙率定量表征了界面的黏结状态, 即根据界面空隙率检测结果, 考虑界面存在一定量值的初始空隙率, 并假设这些空隙均匀分布在整个界面上, 系统分析了界面初始黏结缺陷对板式无砟轨道温度变形的影响。研究结果表明: 3块轨道板样本界面的初始平均空隙率为22.3%, 界面四周的初始黏结状态明显差于轨道板界面中心; 在正、负竖向温度梯度作用下, CRTSⅡ型板式无砟轨道分别呈现中心上拱和四周翘曲的温度变形模式; 正温度梯度作用下轨道板最大温度变形与不考虑界面初始黏结缺陷相比增大了7.8%~10.1%, 且随着界面初始空隙率的进一步增大, 轨道板最大上拱温度变形呈线性增大趋势; 负温度梯度作用下, 界面空隙率的增大对轨道板温度变形的影响不大; 在分析CRTSⅡ型板式无砟轨道温度变形时应适当考虑轨道板与CA砂浆的界面初始黏结缺陷, 研究结果可为分析CRTSⅡ型轨道板上拱温度变形机理提供参考。      

水泥混凝土路面板底灌浆技术研究

结合水泥混凝土路面改造工程,从脱空板的确定、灌浆材料的配比与性能试验、灌浆工艺与质量控制及检测方法等方面对水泥混凝土路面板底脱空的灌浆技术进行探讨。     

余弦型路基沉降对纵连板式无砟轨道变形与层间接触性状的影响

基于前期开发的高速铁路基础变形诱发轨道结构变形与层间接触性状演变的通用表征模型，引入余弦型路基沉降描述函数，引入用以刻画轨道-路基间接触非线性的Heaviside函数，推导余弦型路基沉降下纵连板式无砟轨道各层结构的变形方程，利用渐进性接近法求解含接触非线性的超静定方程，进而分析余弦型路基沉降对轨道各层结构变形和层间接触性状演变的影响规律。结果表明：在余弦型路基沉降区域内，轨道随路基沉降发生“跟随性”变形，当路基沉降波长一定时，轨道下沉和上拱均随路基沉降幅值的增加而增大，当沉降幅值一定时，轨道下沉随路基沉降波长的增加而增大，但上拱却减小；轨道-路基间的脱空区域及轨道的受力曲线呈左右对称，轨道整体刚度影响脱空长度和高度；当路基沉降波长为10 m时，随路基沉降幅值的增加，脱空高度和长度增长的同时，还会整体向远离沉降区方向“偏移”；当路基沉降幅值为10 mm时，需要重点关注沉降波长小于20 m的不均匀沉降。     

水泥路面板底脱空的弯沉判别方法

针对目前水泥混凝土路面板底脱空弯沉判别方法繁多的情况,在系统分析基于静弯沉的单一弯沉值法和相邻板角弯沉差法与基于动弯沉的截距法、弯沉盆变异法、夹角法、弯沉比法和模量反算法等现有路面板底脱空弯沉判别方法基本原理的基础上,分别指出了各种方法存在的不足和缺点,为路面板底脱空弯沉判别方法的进一步研究指明了方向.