基于机器视觉的无砟轨道层间结构位移测量方法研究

为实现板式无砟轨道层间离缝的全天候监测,提出一种基于机器视觉的非接触式层间结构位移测量方法。针对传统Canny边缘检测算法自适应性较差的问题,对其进行改进。利用自适应中值滤波器代替高斯滤波器;提出一种基于分块迭代的局部阈值分割法自适应地选取阈值,并通过高斯拟合算法检测改进算法的优越性。通过室内试验对标记点大小、光源强度、拍摄距离和拍摄角度4个方面进行对比分析,选择最适测量参数。试验结果表明,在标记点运动的状态下,最大测量误差为2.6%,在误差的允许范围之内。通过现场测试验证,该测量方法可有效地对板式无砟轨道层间结构位移进行精确测量,为我国高速铁路的运行安全监测提供技术支持。     

华东地区夏季无砟轨道温度梯度预警研究

为研究华东地区夏季无砟轨道温度梯度的分布规律同时对高温时期的温度梯度进行预警管理,运用统计学方法研究轨道板温度梯度的分布规律并得到其预警限值,同时构建贝叶斯网络预测模型,对华东地区夏季无砟轨道温度梯度质量进行预测与评价。研究结果表明:华东地区夏季正温度梯度预警限值为66. 5℃/m,负温度梯度预警限值为-31. 5℃/m;贝叶斯网络预测模型具有88. 6%的准确率,可良好预测无砟轨道温度梯度的质量等级,同时由贝叶斯的诊断推理功能得出环境温度和太阳辐射是造成无砟轨道温度梯度异常的主要原因。     

有砟轨道与无砟轨道动刚度特性差异研究

轨道动刚度是不同激振频率的荷载作用下,轨道抵抗变形的能力,由于有砟轨道与无砟轨道两种轨道的组成差异造成两者间存在较大动刚度差异。随着行车速度的提高、中高频段激振荷载的增加,有砟轨道与无砟轨道间的动刚度差异逐渐增大,这对于行车平顺性与结构耐久性会造成较大影响,但目前缺乏轨道动刚度的相关研究。为研究有砟轨道与无砟轨道间的动刚度差异,根据两种轨道的结构特点,建立相应的ANSYS有限元模型,通过对比分析,得出两种轨道的轨道动刚度在中低频段存在较大差异,轨下动刚度在全频段存在较大差异。为保证有砟-无砟轨道过渡段的行车平稳性与结构耐久性,需要考虑两种轨道间的动刚度过渡设计。此外,轨道动刚度特性分析可以指导高速铁路高低不平顺控制,从而保证行车平顺性。     

高速铁路无砟轨道—路基变形计算模型的研究

基于高速铁路路基工后沉降产生于地基沉降变形的机理及无砟轨道各结构层间关系的处理,研究高速铁路无砟轨道—路基变形计算模型。以双块式无砟轨道为例,以下部边界分别为地基面和路基面,道床板与支承层间的关系分别按层间接触和层间结合良好考虑,构建不同条件下的无砟轨道—路基变形计算模型。采用ABAQUS软件进行模型的计算,结果表明,下部边界为地基面和层间关系按接触考虑的计算模型能够反映轨道长波不平顺产生于路基变形的机理,计算结果符合双块式无砟轨道实际的结构特点和受力特征;而下部边界为路基面和按层间结合良好构建的无砟轨道—路基变形计算模型,由于支承层直接承受输入的"强制性"变形荷载,改变了无砟轨道适应路基变形的协调关系,从而导致路基变形引起的无砟轨道层间离缝及支承层产生的拉应力计算值过大,不符合双块式无砟轨道的结构设计原理。由此验证了下部边界为地基面及无砟轨道各结构层按层间接触构建无砟轨道—路基变形计算模型的合理性和可靠性。     

高速铁路无砟轨道国产化理论研究

在吸收国内外研究成果的基础上,建立无砟轨道三维非线性有限元静力学模型,对高速铁路无砟轨道进行研究,主要内容如下. (1)用梁单元模拟钢轨、弹簧单元模拟扣件、实体单元模拟无砟轨道各部件、接触单元模拟无砟轨道各部件的连接,建立无砟轨道三维非线性有限元静力学模型,运用遂渝线实测数据、西南交通大学计算结果及无拉力模型验证了模型的有效性.     

高速铁路无砟轨道嵌缝施工技术

铁路无砟轨道嵌缝施工质量对无砟道床的耐久性和安全性影响很大,目前受技术水平、施工组织管理等方面的制约,施工质量有待进一步提高。在我国高速铁路嵌缝施工现状调查分析的基础上,对比分析了嵌缝材料性能,总结了嵌缝施工技术和质量控制要点。     

各类无砟轨道的特点及经济性分析

随着国民经济的发展,高速铁路建设迎来了无砟轨道时代。此文在介绍无砟轨道类型的基础上,阐述几种类型无砟轨道的技术特点。并结合路基、桥梁、隧道地段对几种无砟轨道进行技术经济性分析与比较。根据各种类型无砟轨道的工程数量,计算出路基、桥梁、队道地段工程造价指标,及各类费用所占的比例。同时提出无砟轨道选型应注意的问题。     

无砟轨道技术再创新研究与实践

2006年,铁道部决定实施铁路客运专线无砟轨道技术再创新工程,建设武广高速铁路武汉综合试验段,对无砟轨道成套技术进行再创新。在设计理论、结构设计、制造工艺、轨道部件及工程材料、施工装备、铺设工艺、高速无砟道岔等方面进行系统研究和优化完善,丰富完善无砟轨道技术。本文较系统地阐述了无砟轨道技术再创新研究与实践,介绍了主要研究内容、重要创新成果、实车试验,提出了无砟轨道工程质量控制的意见和建议,论述了无砟轨道技术持续创新的想法。     

客运专线无砟轨道支承层施工技术研究

无砟轨道支承层是位于无砟轨道道床板和路基基床表层之间的中间过渡层,通过大量的现场试验研究,对支承层结构力学分析、材料组成、施工工艺和质量检测标准进行了较深入的研究,初步建立了支承层施工技术体系。     

高速铁路斜拉桥CRTSⅢ型无砟轨道施工技术研究

目前高速铁路桥梁铺设无砟轨道最大跨径为180 m,最高时速为250 km。新建昌赣高速铁路赣江特大桥设计时速350 km,主跨为300 m斜拉桥,如此高时速、大跨度柔性桥上铺设CRTSⅢ型板式无砟轨道,在国内外尚属首次,没有成功案列和施工经验。本文针对跨径300 m主跨斜拉桥上铺设无砟轨道开展研究,建立了实时修正模型,分析总结了CPⅡ、CPⅢ点的布设及测量边界条件以及风速、日照和温度等环境的影响,为高速铁路斜拉桥CRTSⅢ型无砟轨道施工提供技术参考。     

路基上双块式无砟轨道道床板空间力学特性研究

研究不同荷载作用下,高速铁路路基上双块式无砟轨道道床板空间力学特性。钢轨及道床板中钢筋用梁单元模拟,道床板、双块式轨枕、支承层以实体单元模拟,钢轨与道床板、道床板混凝土与钢筋、支承层与路基之间的连接用弹簧单元模拟,建立了可考虑混凝土开裂的路基上双块式无砟轨道三维有限元力学模型,分析了自重荷载、列车垂向荷载、不沉匀沉降荷载、温度梯度荷载作用下道床板的空间力学特性。结果表明:温度梯度荷载对混凝土纵、横向拉应力的影响最为显著;在列车荷载、不均匀沉降及温度梯度荷载作用下,钢筋纵向拉应力均超过了20 MPa;不同荷载作用下,支承层厚度、支承层弹性模量、道床板厚度等参数变化对混凝土和钢筋力学特性的影响不同;混凝土和钢筋纵向拉应力随着道床板裂缝间距的增加而增大。     

CRTS III型板式无砟轨道结构的多尺度有限元模型

为了对我国自行研发的CRTSIII型板式无砟轨道结构的力学特性进行进一步深化研究,基于多尺度有限元模型的基本思想,对板式无砟轨道结构的传统有限元进行了改进和深化,在通用有限元程序ABAQUS中建立了板式无砟轨道结构的多尺度有限元模型。通过建立不同的有限元模型进行对比分析计算,证明了多尺度有限元模型在保证计算结果精度的同时,能够有效提高建模速度和求解效率。该模型适用于对CRTSIII型板式无砟轨道结构的力学性能开展大量参数分析,进而优化其关键参数和构造。     

RPC在无砟轨道中的应用研究与展望

针对目前高速铁路无砟轨道结构在荷载及环境因素综合作用下存在易开裂、耐久性差、维修困难等问题,提出将材料性能优异的活性粉末混凝土应用于无砟轨道结构。对比普通混凝土和活性粉末混凝土无砟轨道结构的受力性能和经济性指标,发现活性粉末混凝土无砟轨道结构具有较高的技术经济性。活性粉末混凝土在无砟轨道结构中的应用为解决目前无砟轨道结构所存在的问题找到了一条新的途径,同时为实现资源节约利用、发展轻型化高速铁路提供了参考。     

客运专线无砟轨道平面控制网分级平差与整体平差的差异分析

客运专线无砟轨道的平面控制网分三级布设，数据处理在施工阶段是采用固定起算数据的分级平差，而后期复测阶段则可采用整体平差。为解决复测数据与施工数据的衔接问题，以最小二乘分解法建立数学模型，推导CPⅡ和CPⅢ网分级平差与整体平差的成果差异。理论分析结果表明，二者之间存在的系统性差异对CPⅡ导线影响显著。该研究可为客运专线的后期复测提供参考。     

桥上无砟轨道无缝道岔纵向温度力研究

为建立能客观反映桥上无砟轨道无缝道岔实际受力情况的计算分析模型,在吸收国内研究成果的基础上,基于有限单元法,建立桥上无砟轨道,无缝道岔伸缩力的计算模型.分析轨温变化幅度,扣件阻力,限位值等轨道结构参数对无缝道岔受力及变形的影响,得出桥上无砟轨道无缝道岔的受力和变形的特点,对无缝道岔的设计和养护维修有一定的指导意义.     

单元双块式无砟轨道土工布设置研究

兰新(兰州—新疆)铁路第二双线路基段拟采用单元双块式无砟轨道,单元道床板直接浇筑在纵向连续的支承层上时,二者层间良好的粘结制约了道床板温度应力的释放,也给支承层自身带来了较大的附加应力,易引起结构产生裂缝,并破坏结构整体的稳定性。在对试验段长期观测的基础上对结构铺设土工布前后的力学性能进行分析,结合试验段推板试验,给出单元双块式无砟轨道土工布设置意见:道床板与支承层之间需要设置土工布,板中设置销钉/钢管桩时,土工布为道床板与支承层间提供的摩擦因数不能小于0.6,若支承层设置纵向锯齿槽,土工布可以选用一般材料。     

双块式无碴轨道高速列车脱轨控制分析

针对双块式无碴轨道结构特点,提出一种新的双块式无碴轨道空间振动分析模型,进一步建立高速列车一双块式无碴轨道系统空间振动分析方法。然后,基于列车脱轨能量随机分析理论,对高速列车-双块式无碴轨道系统横向振动稳定性及高速列车是否脱轨进行了评判。计算结果表明：高速列车以300km／h速度在双块式无碴轨道上运行时,车轨系统横向振动是稳定的,列车不会脱轨,且具有n=2．143的抗脱轨安全系数。     

我国板式无砟轨道的维修与部件更换研究

CRTSⅠ和CRTSⅡ型板式无砟轨道结构在服役期间可能产生损坏,如轨道板破损,高速道岔伤损,砂浆离缝、碎裂,道床沉降超限等,宜根据伤损的不同程度,采用维修或更换两种不同方式修复轨道结构。结合国外高速铁路维修经验,介绍了我国板式轨道局部破损的树脂快速修补、道床沉降的抬板注浆维修等技术;针对轨道部件更换,提出采用材料非线性计算模型进行理论分析,依托索锯设备的研制,形成我国轨道板、充填层和高速道岔的快速更换工法。     

路基冻胀区双块式无砟轨道动力特性研究

纵连式无砟轨道在路基冻胀区域极易产生轨道结构断裂破坏及结构层离缝等病害。为研究纵连式无砟轨道在路基冻胀状态下的损伤机理,文章建立车辆-轨道-路基冻胀一体化动力学分析模型,对路基冻胀状态下轮轨动力响应特征、轨道结构动力响应特征及影响因素进行分析。结果表明:路基冻胀波长为10 m时,双块式无砟轨道各动力特征达到最大值;冻胀波长大于20 m时,各动力特征逐渐趋于稳定;列车荷载在层间离缝位置处使得轨道结构反弯,轨道结构层顶部纵向拉应力增大;20 m以下冻胀波时,拉应力超过或接近设计强度值;无砟轨道各动力响应特征最大值随冻胀幅值的增加显著增大,季冻区施工及运营期间应控制冻胀幅值增加。     

UM系列无绝缘轨道电路在无碴轨道条件下失谐等问题的研究

理论分析和阐述了无碴轨道结构对信号轨道电路传输产生的影响,并将工务和电务专业相结合,探索出UM系列无绝缘轨道电路在无碴轨道下“简单、经济、有效、可操作”的实用方法。