接触网支柱结构设计风荷载探讨

通过对比新旧规范对于接触网设计风荷载定义的异同,探讨接触网支柱结构设计风荷载的变化对支柱设计的影响,提出了接触网支柱结构设计风荷载取值原则.     

中欧标准下接触网支柱荷载计算的差异性分析

研究目的:支柱荷载计算是接触网系统设计的重要组成部分,不同的计算方式、参数取值均会对荷载标准值和设计值产生较大影响。对于境外铁路接触网设计,采用中国标准和欧盟标准进行计算时,取得的计算结果也不相同,所以必须做好两种计算方式差异性分析的基础工作。研究结论:(1)通过中国标准和欧标的列式对比,分析两种标准下接触网荷载计算的相同点和不同点,本文以特定计算条件为基础,分析了两种计算方式和相关参数的差异性;(2)当风圧高度为10 m,风向垂直于线路方向时,对风荷载和风冰荷载两种工况分别计算,其中永久荷载计算公式和计算数值均没有差异,可变荷载中欧标计算的风荷载相对较大,而风冰荷载工况的计算值也大于无冰、最大风工况,所以接触网支柱基础的结构设计将基于风冰荷载工况进行设计;(3)通过相关参数的对比分析,说明了随着参数取值的变化,两类标准框架下荷载计算值的大小也将发生相对性变化;(4)本研究成果有利于国内外接触网设计标准的进一步融合,有利于中国标准接触网体系的进一步完善。     

东海岛铁路跨海特大桥强台风区接触网支柱结构设计

强台风环境下接触网支柱的强度和安全性至关重要,现行规范尚未涉及台风作用下接触网风荷载的具体规定。为此介绍跨海铁路T梁桥接触网支柱防风设计思路及要点,提出接触网设计风速取值原则。对多种支柱型式进行方案比较,推荐更为适应强台风环境的接触网支柱型式,采用有限元方法并结合ANSYS软件对推荐方案的支柱进行仿真计算,同时还开展支柱结构性能试验,最终确定东海岛铁路特大桥上接触网支柱采用直径400 mm钢管柱。     

接触网设计风速的取值

风荷载是接触网设计中主要的可变荷载,风速取值的正确与否对接触网的运行安全及系统的经济性至关重要。本文指出了常规设计中在风速取值及风荷载计算方面存在的问题,通过借鉴其他行业及国外做法,结合本行业特点,提出与风速相关的各参数的取值建议。     

H型钢接触网支柱在风荷载作用下的疲劳性能分析

H型钢接触网支柱在高速铁路中得到广泛使用,直接影响铁路接触网系统安全。长期处于风荷载作用下,H型钢接触网支柱存在疲劳问题。通过建立数值计算模型,应用热点应力的表面外推法,对H型钢接触网支柱柱脚焊缝在风荷载作用下的疲劳性能进行分析。以兰新高铁H型钢接触网支柱为例,依据热点应力-寿命曲线,计算支柱焊缝的疲劳寿命。分析结果表明:其他条件不变的情况下,改变型钢规格和柱高,热点位置不发生变化;随着支柱高度增加,疲劳寿命降低21%左右;随着型钢截面的增大,疲劳寿命增加23%左右。     

地铁设计中基床系数的解决方案

基床系数是地铁设计计算的重要参数.基于地铁设计的荷载特点,按照地铁勘察规范规定的测试方法,分析已有基床系数的研究成果和取值现状,应用土力学原理,对地铁设计中使用的基床系数做了必要的推定,推导并给出黏性土和砂石类土基床系数以压缩模量为已知参数的计算公式;通过计算验证,证明按此计算公式得到的基床系数计算值与规范给出的经验值基本一致,从而解决了基床系数的取值问题.     

Ⅱ型接触网几何参数测量仪检定台架模拟支柱侧面限界复现值计算公式优化

依据JJG （铁道） 210—2020《接触网几何参数测量仪检定台架检定规程》,检定Ⅱ型接触网几何参数测量仪检定台架模拟支柱侧面限界复现值过程中,需利用公式计算模拟支柱侧面限界复现值。这些计算公式中,不仅需测量的参数多,计算复杂、计算量大,还会在检定结果中引入不确定度分量。在分析Ⅱ型接触网几何参数测量仪检定台架组成及其模拟支柱侧面限界复现值计算公式的基础上,研究简化模拟支柱侧面限界复现值计算公式。经验证,利用简化后的计算公式和JJG （铁道） 210—2020中的计算公式,计算得到的模拟支柱侧面限界复现值相等。利用简化公式,不仅减少了测量参数,测量参数更方便,计算过程更简单,还可以提高检定结果的准确度。     

接触网设计风速取值研究

风速是接触网系统设计中重要的参数,设计风速取值的合适与否对接触网系统运行安全及建设工程的经济性至关重要。就现有设计规范中对风速取值的一些相关参数进行探讨,结合我国目前铁路建设发展情况及接触网专业特点,提出接触网设计风速的取值建议。     

既有铁路三腕臂支柱悬挂的设计和检修

研究目的:在我国200 km/h及以下客货共线铁路中,车站咽喉范围内单横腹杆式腕臂支柱同时悬挂三支接触网的形式得到了广泛的采用。随着铁路的不断运营,接触网系统需要及时的检修或更换。但是传统的腕臂绝缘子更换的施工方法已不能满足三腕臂支柱悬挂的特殊要求,将导致接触网支柱破损、扭面,甚至断裂等更大的接触网事故。本文对三腕臂支柱类型设计选择和施工过程进行计算和分析,以为接触网安全运营检修提供依据。研究结论:(1)设计在支柱类型的选择时必须充分、全面地考虑施工检修增加的附加荷载;(2)施工检修过程中合理地采取施工方法,避免对接触网系统增加附加荷载;(3)提出了两种更加合理的三腕臂支柱腕臂绝缘子施工更换方法:采用杉木杆对其卸载后进行更换;采用接触网检修作业车对其卸载后进行更换。     

铁路沿线太阳能电池板及支架立柱的抗风性能

以西成(西安—成都)高速铁路沿线立柱式太阳能电池板支架立柱的布设为背景,通过数值计算、风洞试验及有限元分析研究其抗风性能。为避免结构共振,须获得高速列车脉动风压的振动特性,通过刚性模型测力试验获取了结构最不利风偏角,试验结果可作为调整结构布设方向的依据。铁路沿线结构抗风设计须考虑自然风荷载和列车脉动风荷载的综合作用。本文提出了一种验算铁路沿线结构抗风安全性的方法:基于数值计算得到结构受列车风荷载作用下的极限风压,以此反算结构所受极限风荷载,并利用风洞试验及有限元计算方法计算结构应力。     

茂县隧道挤压性变形段锚杆作用效果分析

针对茂县隧道穿越活动断裂带及其影响区所遇到的挤压性变形问题,通过对1号斜井及左洞前期施工变形统计分析,以及现场锚杆施工存在的问题,针对性地提出锚杆施工工艺的改进措施,并开展长期跟踪监测。研究结果表明:锚杆工艺改进前,1号斜井和左洞收敛均值分别为689.2 mm和624.8 mm,且1号斜井变形不收敛,左洞收敛时间达6个月;锚杆工艺改进后,左、右洞水平收敛均值分别为320.4 mm和141.2 mm,相比左洞工艺调整前分别下降77.4%和40.6%,且收敛时间缩短至约4个月;按"孔腔通畅+非收缩浆液+可简单验证和不可逆转灌注满浆"的思路综合性改进锚杆施工工艺可显著提升锚杆质量,发挥其在抑制隧道挤压性变形中应有的作用。     

基于钢垫梁的CRTSⅡ型板式无砟轨道支承层修复技术研究

针对高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道支承层伤损,以影响运输效率最小化、作业效率最大化为原则,提出钢轨切割、轨道板移出、砂浆清理、钢垫梁临时支撑、伤损支承层修复、轨道板复位和砂浆层灌注的作业方案。并以关键工装钢垫梁为研究对象,进行承载能力静载试验和有限元数值分析,论证该技术方案的可行性。在钢垫梁临时支撑阶段,采用视频监控及动力学监测技术手段,实时监控线路状态,保障施工安全。应用实践表明:该技术能在天窗时间内完成CRTSⅡ型板式无砟轨道支承层伤损修复,有效改善线路高低不平顺,恢复无砟轨道结构稳定性。     

弹性支承块式无砟轨道减振特性足尺模型对比试验

基于中铁五院弹性支承块式无砟轨道优化改进设计成果("改进型"LVT)以及蒙华铁路弹性支承块式无砟轨道("传统型"LVT)设计图纸,在实验室分别制作"改进型"和"传统型"LVT的1:1足尺试验模型,开展落轴冲击作用下,"改进型"和"传统型"LVT减振特性对比试验。研究结果表明:"改进型"和"传统型"LVT的钢轨加速度基本一致,而"改进型"LVT钢轨至支承块、底座板至地面的衰减率优于"传统型"LVT,"改进型"LVT减振效果可达4～5 dB;"改进型"LVT钢轨加速度第1和第2振动周期最大分别减少32.2%和30.0%,且第3周期加速度幅值不明显;"改进型"LVT整体弹性系数最大减小27.4%,而阻尼系数最大增大58.2%;"改进型"LVT支承块主要频率降低约6%,道床板、底座板以及地面主振频率降低约40%。试验结果可为"改进型"LVT的工程应用提供技术支撑。     

多耦合约束条件下铁路站场总体布置图自动生成方法研究

针对铁路站场总体布置图绘制时多耦合约束的难点,基于分阶段处理耦合约束的思想,提出"断面扫描法"处理设备坐标的相对位置约束,而后将"自适应分段多比例法"用于解决比例协调约束,在最后的约束调整过程中,应用"相交可行域法",实现道岔及股道相关约束的自动处理。该研究可快速建立站场设备从原方案到总体布置图的坐标映射,实现满足所有约束条件的总体布置图的自动生成。研究成果已在若尔盖、开原西等多个站场设计中成功应用。     

复合轨枕有砟轨道温度 适应性试验研究

针对复合轨枕线膨胀系数较大的特点,在步入式高低温室内铺设复合轨枕有砟轨道实尺模型,对轨道施加温度荷载,研究其温度适应性。试验中测试了不同温度下的轨距、轨枕长度变化量、钢轨和轨枕的温度。研究结果表明:复合轨枕随温度变化热胀冷缩现象明显,进而引起轨距变化,环境温度变化10℃,复合轨枕有砟轨道轨距变化约0.78～0.81 mm。建议复合轨枕有砟轨道最好铺设在较恒温地区,如隧道内;若在高速铁路中铺设,复合轨枕年温差最大应不超过50℃,同时要注意控制铺枕温度。本文的研究可为复合轨枕的进一步推广提供技术指导。     

浩吉铁路对国家能源集团煤炭运输影响的探讨

浩吉铁路目前已全线建成运营,成为我国北煤南运最便捷的通道和国内规模最大的运煤专线。华中地区是国家能源集团煤炭外运的一个重要集散地,而浩吉铁路的建成运营对国家能源集团的煤炭外运既是挑战又是机遇。在定量分析浩吉铁路与现有北煤南运通道运费的基础上,对浩吉铁路运输时效性和可靠性进行定性分析。研究表明,浩吉铁路较现有的北煤南运通道具有一定的优势。国家能源集团运煤通道应与浩吉铁路实现互联互通,做好下游煤炭集散,而浩吉铁路利用国家能源集团上游煤源和下游煤炭市场,两者将实现双赢。     

高温荷载下CRTSⅡ型 板式轨道上拱变形特性研究

基于CRTSⅡ型板式轨道在高温荷载作用下的上拱变形是一种比较典型的病害,将功的互等法应用到实际工程中,推导高温荷载作用下弹性薄板的功的互等定理,建立适用于两对边简支两对边自由的轨道板上拱计算模型。分析Ⅱ型板式轨道在温度荷载作用下的上拱变形特性,研究结果表明:在高温荷载作用下轨道板的上拱位移随纵向位置的变化呈正弦曲线变化趋势。分析不同因素对Ⅱ型板式轨道板上拱变形的影响,研究Ⅱ型板式轨道的上拱变形特性。从轨道板垂向稳定性和行车安全性角度,提出优化轨道结构参数和层间病害修补时机的建议。     

中铁银通卡在京津城际高速铁路的应用

中铁银通卡是中国铁路总公司与中国银行联合发行的实名预付费卡,是中国铁路为了提高客运服务质量提出的一种新型的电子支付模式和乘车手段.2012年5月,中铁银通卡首先在京津城际高速铁路试点使用.本文就中铁银通卡的试点情况进行相关介绍,重点介绍中铁银通卡在京津城际的管理模式、业务流程和应用现状.     

公司制改革后我国铁路货运发展策略研究

以铁路公司制改革和货运市场化改革为背景,分析我国铁路货运发展的趋势和存在的问题。通过梳理美国铁路发展历程,重点分析政府管制对于铁路经营状况的影响和作用,指出美国铁路货运的发展,特别是放松价格管制对推动货运业竞争力增强、服务质量改进、运输效率提升所带来的积极作用,对于我国铁路货运市场化改革具有良好的借鉴和启示作用。借鉴美国铁路发展的经验,结合我国货运市场现状,指出货运改革存在的难点,从运价机制、市场定位、产品营销等方面提出发展策略建议。     

日本促进铁路海外发展的相关政策与措施

在介绍日本铁路海外项目开展情况的基础上,从市场经济体制、经济发展思路、对外援助策略3个方面总结日本政府助力铁路企业海外发展的背景,梳理近年来日本出台的铁路海外发展促进政策,并从加强相关组织支援、优化海外项目开展模式、官民合作提升影响力、发展海外"软性"基础设施4个方面,提炼日本政府促进铁路企业海外发展的具体措施,为我国铁路推进"一带一路"建设提供借鉴。