提速线路强化技术对策、理论基础与工程实践

针对我国铁路列车提速后线路结构所出现的突出动力学问题，基于现代车辆－轨道耦合动力学理论分析结果，综合提出了强化提速线路的五项关键配套技术对策；通过线路现场试验、工程实践及实际运营观测，检验了所提技术措施的实际运用效果和现实可行性。提速线路强化配套技术措施的逐步实施，是确保中国铁路提速线路长期、安全、可靠运营并保持低维修成本的根本前提，具有深远意义。     

移动荷载作用下路基上板式轨道动力学特性分析

利用ANSYS软件分别建立了轨道板与混凝土底座对缝及错缝布置的板式轨道结构有限元模型,研究了在各种速度的移动荷载作用下两种轨道布置方式的动力学响应以及路基刚度对轨道的影响。研究结果表明:对于两种布置方式,钢轨位移和钢轨支点压力差别较小;CA砂浆动应力和轨道板垂向位移有一定的差别;路基表面动应力和路基面垂向位移差别较大。     

遂渝线无碴轨道综合试验段平纵断面设计参数动力性能评估

应用车辆—轨道耦合动力学理论,系统研究分析了遂渝线无碴轨道综合试验段线路平纵断面设计参数在快速旅客列车、提速客车、快速货车2、5 t双层集装箱货车、普通货车等客货共线运营条件下轮轨系统的动力学性能。仿真计算结果表明,在各种运营条件下遂渝线无碴轨道试验段线路平纵断面设计参数是合理的,行车安全性和舒适性能够得到保证。     

增湿条件下膨胀土边坡稳定性影响因素有限元分析

为研究雨季土体增重、强度降低及膨胀作用这三项影响膨胀土边坡稳定性作用因素的主次关系,基于热膨胀比拟增湿膨胀原理,考虑水平、竖向间的差异膨胀性,推导土体增湿膨胀的应力-应变方程,利用无荷膨胀率试验有限元模型进行参数验证;针对某铁路膨胀土边坡,建立ABAQUS有限元强度折减模型,采用正交试验极差分析法,研究含水率变化条件下边坡稳定性影响因素的作用效应及敏感性。研究表明:当初始含水率较低时,土体强度降低对边坡稳定性的影响最为显著,膨胀作用次之,土体增重影响相对较小,随土体初始含水率增大,膨胀作用、土体增重的影响减弱;土体初始含水率较低时,考虑土体水平、竖向间差异膨胀性计算得到的稳定安全系数较传统的各向同性膨胀假设结果低0.11~0.13,随含水率的升高,差异膨胀性的影响减小。     

基于分离迭代和耦合时变的列车—轨道—桥梁耦合系统高效动力分析混合算法

为提高列车—轨道—桥梁耦合系统动力分析的计算效率,基于耦合时变法及分离迭代法,提出了1种混合算法。该算法将列车—轨道—桥梁耦合系统分解为车辆—轨道子系统和桥梁子系统。其中,车辆—轨道子系统在每一时间步需根据车辆位置对系统刚度系数矩阵进行更新,具有时变的特性;桥梁子系统的系统动力系数矩阵在整个动力分析过程中保持不变;车辆—轨道子系统与桥梁子系统通过钢轨与桥梁间作用力的平衡迭代实现耦合。利用朔黄重载铁路32m简支梁桥现场试验数据与由混合算法计算得到的分析结果进行对比,验证了混合算法的可行性。采用耦合时变法和混合算法分别计算列车通过蒙华重载铁路黄河龙门大桥的动力响应,结果表明:采用相同的时间积分步长时,2种方法拥有相同的计算精度,但混合算法比耦合时变法具有更高的计算效率,求解耗时降低了75%。     

基于Harris函数的2级加载固结试验方法及可靠性判别准则

为提高获取土体压缩模量和先期固结压力的土工试验测试效率,在采用Harris函数描述土体e-lgp曲线的基础上,提出2级加载确定土体压缩特性的固结试验方法,其在确定压缩模量Es和先期固结压力pc时的适用性得到了京沪高铁和京津城际铁路地基土样的验证。研究结果表明:由土体初始孔隙比e_0和2级加载稳定变形值可以准确计算压缩曲线的Harris函数表达式,除小于100 kPa时外,其余压力段压缩模量Es误差基本小于10%,平均误差仅为5.59%;利用Harris函数可得到压缩曲线最小曲率半径点坐标和直线段斜率解析值,所得先期固结压力的Casagrande法计算值与土体埋深呈明显正相关,且与上覆压力的比较结果和试验段实测分层沉降发展规律吻合;以压缩指数Cc为评价指标,通过概率模型建立固结试验可靠性判别准则,研究成果为简化固结试验方法,快速确定土体压缩参数提供了新途径。     

一种轮轨两点接触数值计算方法

根据轮轨几何约束方程的典型解得到轮轨两点接触的判断条件,运用该条件并结合迹线法给出了一种轮轨两点接触数值计算方法。     

隧道路面表面抗滑性能的调查与分析

采用手工铺砂法和摆式仪对贵州、云南等省的隧道路面抗滑性能进行了现场实测，调查的结果表明，隧道水泥混凝土路面的抗滑耐久性较差，使隧道交通存在着一定的安全隐患。分析了隧道内部特有环境对隧道路面抗滑性能的影响，并针对隧道路面类型的选择，提出了恢复隧道路面抗滑力的措施。     

高速铁路路桥过渡段的动力分析与结构设计

高速铁路路桥过渡的不平顺问题包含两个方面：一是受列车载荷影响较大范围内（基床以上部分）线路结构抵抗变形的能力，即轨道综合模量（基床以上部分）线路结构抵抗变形的能力，即轨道综合模量（刚度）平顺过渡的问题；另一方面是刚性桥台与柔性路基间工后沉降差引起轨道弯折的变形限值问题。根据高速铁路路桥过渡段车辆／轨道／路基系统的动力分析，路桥间刚度差的变化对行车的安全和平稳有一定影响，但不作为设计的控制条件。由路     

土工合成材料用于减少高速铁路桥路过渡段沉降的试验研究

本文从土工合成材料与土的相互作用原理出发，通过试验及分析，探讨了高速铁路桥路过渡段使用加筋土结构形成的可行性，并提出了设计参数建议值。