现代有轨电车单层板轨道结构参数研究

现代有轨电车作为一种新型公共交通方式近年来在国内外得到迅速发展与应用。我国现代有轨电车的兴建过程中,需要对国外技术进行消化吸收再创新,因此,非常有必要研究现代有轨电车轨道结构参数对轨道结构力学特性的影响。根据单层板式现代有轨电车轨道结构特点建立了弹性地基梁-板模型,利用有限元方法计算在不同道床板尺寸、扣件刚度、基础刚度情况下轨道结构的受力特性,为国内现代有轨电车轨道结构设计提供了一定理论依据。结果分析表明:现代有轨电车单层板结构的道床板长度宜小于8 m,扣件刚度宜取60~100 k N/mm,基础面刚度宜取76~130 MPa/m。     

无砟轨道扣件刚度突变对高速列车动力的影响

研究目的:无砟轨道结构的弹性主要来源于扣件系统,在高速铁路无砟轨道施工或维修过程中,扣件系统可能出现安装不当或新旧轨下垫板不合理过渡的情况,从而在相邻的扣件间形成较大的刚度差或称刚度突变,静态条件下难以发现,但可能对高速行车的平稳性和安全性产生不利的影响。本文应用轮轨系统动力学理论和ANSYS/LS-DYNA有限元软件,建立了车辆-无砟轨道-路基系统垂向耦合振动模型,根据扣件刚度实际检测的范围,考虑不同的扣件刚度突变工况,计算分析扣件刚度突变对高速车辆及轨道动力特性的影响。研究结论:经过计算分析表明:(1)当扣件刚度局部发生突变时,车体加速度最大值和最小值基本不变,即扣件刚度突变对行车平稳性的影响不大;(2)扣件刚度突变对轮重减载率即行车安全性的影响明显,尤其是列车速度超过300 km/h时,扣件刚度突变直接导致轮重减载率超标;(3)该研究成果可为高速铁路无砟轨道扣件刚度在施工或维修中加强检测、建立严格的控制标准提供理论依据。     

铁路既有曲线整正计算中基于坐标法的渐伸线误差分析研究

应用相关几何知识分析根据拨距计算拨后坐标以及利用公式计算渐伸线法拨后正矢的理论方法,提出将偏角法实测数据转化为坐标法需要的相关数据的方法,并且在采用相同的曲线半径及缓和曲线长度条件下,计算偏角法和坐标法各自的拨距值及其拨后正矢,将偏角法计算出的拨距值、拨后正矢和坐标法计算结果进行对比分析,从而可直观分析出运用渐伸线法计算出的拨距和拨后正矢的误差大小及规律。分析结果表明:渐伸线法计算的拨距误差和拨后正矢误差都与偏角的大小有关,渐伸线法用于大偏角曲线整正时,虽然其有一定的误差,但其计算精度可以满足曲线整正基本要求。     

橡胶浮置板轨道垂向动力特性分析

根据浮置板轨道系统的结构特点及隔振原理,结合轮轨系统耦合动力学理论,建立了车辆—橡胶减振垫型浮置板轨道系统垂向耦合振动模型,以美国五级谱随机不平顺作为轮轨激励,计算了车辆和轨道系统的动力响应,并分析了减振垫面刚度对轨道结构动力特性及垂向力的传递特性的影响。计算表明,减振垫的面刚度对车辆系统的动力响应影响不大,但对轨道系统影响较大;随着面刚度的减小,传递到基础上的垂向力明显减低,而钢轨和浮置板的垂向变形会有所增大;在保证轨道系统稳定性的前提下,存在合理的较低的减振垫面刚度,使得减振效果最佳。     

混凝土-CA砂浆复合试件界面端奇异应力场消除方法研究

为研究混凝土-CA砂浆双材料界面端的应力场奇异性,建立混凝土-CA砂浆双材料复合试件轴拉计算模型,并对界面拉应力分布进行分析。基于Bogy特征方程,提出消除混凝土-CA砂浆复合试件界面端奇异性的方法。研究结果表明:混凝土与CA砂浆界面端附近存在应力奇异现象,该应力奇异现象使得界面端点处的应力明显增加。当结合角组合θ1=θ2≤72°时,混凝土-CA砂浆界面端的应力奇异性消失,此时应力场为一定值。研究成果可为精确的双材料界面黏结强度试验提供理论依据。     

高温环境下列车荷载对CRTSⅡ型板式轨道宽窄接缝损伤行为的影响

针对高温环境下CRTSⅡ型板式轨道易受列车荷载作用产生宽窄接缝伤损的问题展开研究,建立有限元模型,分析轮载作用位置、轴重大小以及制动力等列车荷载作用特征与高温环境耦合作用下宽窄接缝损伤行为及发展规律。研究表明:列车荷载与温度耦合作用下宽窄接缝伤损主要发生在宽接缝下部;轴重作用位置会影响宽窄接缝最先出现损伤的位置及发展趋势;轴重会加剧宽窄接缝的损伤程度,当轴重超过5 t时,会使宽窄接缝损伤急剧增大;制动力对宽窄接缝影响与作用位置有关,且当制动力作用于宽窄接缝正上方时对宽窄接缝损伤影响最大。列车荷载对宽窄接缝影响主要体现在改变伤损位置、形态及发展趋势上,且对伤损发展有一定的加剧作用。     

地震对有砟轨道横向变形影响分析

应用动态时程分析理论和有限元方法,分别选取美国EI-Centro地震波(适用于二类场地)和LomaPrieta地震波(适用于三类场地),研究水平地震作用下不同半径曲线轨道和直线轨道横向变形的特点,研究不同地震烈度地震波对有砟轨道横向弯曲变形的影响规律,初步建立地震烈度和轨道横向变形程度之间的对应关系。研究结果表明,地震烈度在6度以下时,轨道无损坏或横向变形4 mm,无需维修可使用;地震烈度达到7、8度时,轨道横向变形可能达到数厘米,需要对轨道进行检测,必要时应进行维修后运营;地震烈度8度时,轨道变形明显增大,需对轨道进行维修或更换轨道。研究结果可为有砟轨道震后快速评估提供参考。     

钢轨波形磨耗的影响因素及减缓措施

基于轮对粘滑振动的钢轨波形磨耗（简称波磨）成因理论，从线路结构，走行部结构，轮轨接触特性及运营条件4个方面，对影响波磨的因素进行了重点分析和总结，提出了9类减缓波磨的措施，部分措施已进行了现场试验，效果良好，在一定的程度上证明了波磨成因理论的正确性和减缓波磨措施的有效性。     

波磨轨线路上轮轨振动附加力计算

发展了考虑转向架的波磨激振计算模型。通过参数分析得到了列车速度、轮轨接触弹簧及道床弹性等对轮轨振动附加力的影响特点。波深较小时计算结果与实测数据吻合。     

轨道刚度的影响分析及动力学优化

应用轮轨系统动力学的频域分析方法,研究了轨道刚度对轨道动力特性的影响规律.提出了轨道动力参数对轨道刚度的敏感系数的概念,依据敏感系数的特性,初步建立了轨道总刚度取值、扣件与道床刚度比值的动力学优化分析方法.作为算例,对我国高速铁路的轨道刚度进行了初步优化分析,认为轨道总刚度合理取值范围为62.0～86.9kN/mm,扣件与道床刚度的最优比值约为0.5.