矿用900mm预应力混凝土枕的设计

针对矿用非预应力钢筋混凝土枕承载力弱、使用耐久性差等缺点,设计了一种矿用预应力混凝土枕,采用预应力钢丝替代普通钢筋,从而大大提高承载能力,并且有效降低了生产制造成本。详细介绍了该矿用预应力混凝土枕的结构尺寸、荷载和抗裂弯矩计算等设计过程。计算结果表明设计参数符合规范要求,可为类似工程提供参考借鉴。     

高速铁路特殊岔枕模具设计

为解决特殊岔枕预埋件精确定位问题,进行了高速铁路特殊混凝土岔枕模具设计。分别从预埋件留设方式、结构受力承载方式以及岔枕预应力放松方式进行研究,设计的该模具适用于多种特殊岔枕生产,解决了牵引点部位岔枕及安装密贴检查器岔枕预埋件精确定位问题,实现了单根张拉和整体放张的工艺要求,避免了模具受力变形,保证了张拉的准确性和放张的均匀性及放张速度要求。     

基于验证模型的枕梁疲劳寿命预测虚拟实验

为了研究地铁车辆枕梁服役安全性问题,考虑到大量疲劳实验耗时长且成本高,利用虚拟实验方法对枕梁结构疲劳寿命进行评估,根据EN12663-1标准设计枕梁静力实验,获得枕梁表面特征点的应力值和位移值;然后对枕梁进行有限元建模并仿真,对比静力实验结果,调整后获得与枕梁实际结构相符的有限元模型;最后利用Monte Carlo方法,进行地铁车辆枕梁在恒幅载荷与变幅载荷作用下的虚拟疲劳实验. 研究结果表明:在标准规定的恒幅载荷作用下,该地铁车辆枕梁寿命大于1 000万次载荷循环的可靠度约为0.73;在变幅载荷作用下,寿命大于1 000万次载荷作用的可靠度约为0.81;因此,该地铁车辆枕梁完全满足设计与使用要求.      

梯形轨枕长线台座先张法生产线及模具设计

梯形轨枕具有极好的降噪性能,在国内的应用越来越多,梯枕的生产技术随之越发成熟,生产线及模具作为生产梯形轨枕最为重要的工装设备,需要进行深入研究。主要介绍了梯形轨枕长线法生产工艺下的生产线设计和模具设计,探索带1∶30轨底坡承轨台的梯枕模具的加工方法,对同类产品生产有借鉴作用。     

双卷螺旋弹簧模糊可靠性优化设计

在传统设计方法的基础上,利用模糊可靠性理论和优化设计方法,建立了双卷螺旋弹簧模糊可靠性优化设计模型.通过转8A转向架摇枕弹簧的优化设计结果与原设计结果的对比分析表明本文所建立双卷螺旋弹簧模糊可靠性优化设计模型具有一定的合理性和实用性.     

桥梁梁端抬枕装置垂向动力学特性分析

随着铁路大跨度桥梁的数量的增加,实际工程中急需一种能够加强桥梁梁缝处轨道结构强度的部件,因此,中铁第一勘察设计院和中铁宝桥公司共同设计开发了桥梁梁端抬枕装置.基于ANSYS非线性瞬态动力分析原理,计算了抬枕装置在列车荷载作用在的竖向动力响应.计算结果表明,钢轨最大竖向位移为1.54 mm,抬枕装置有效地控制了钢轨在梁缝处的竖向不平顺;伸缩缝处钢轨扣件最大压力和最大上拔力分别为45.794 kN和5.135 kN,能够满足扣件强度要求;钢纵梁扣压件最大压力和最大上拔力分别为11.247 kN和23.7 kN,能够满足扣件强度要求.     

冬期高速铁路岔枕抗裂技术研究与控制

冬季长线法生产高速铁路岔枕时,容易出现岔枕端部开裂,特别是生产线两端的岔枕开裂尤为突出。为解决低温环境长线法生产高速岔枕容易开裂的问题,对预应力混凝土裂缝产生的原因进行了研究和分析,并根据分析结论结合高速岔枕的养护工艺制定出合理的试验方案,分析不同养护条件下钢模与混凝土岔枕的温度效应差异以及对岔枕裂缝的影响,得出预应力混凝土岔枕采用长线法冬季生产时容易开裂的主要原因,提出有效减少温度对长线法制造预应力混凝土岔枕影响的技术措施,以供同类工程参考。     

客运专线铁路混凝土岔枕生产技术研究

由于客运专线岔枕承载力大、外形尺寸要求高,因此对混凝土的强度及耐久性、预应力钢丝的丝位及张拉时的均匀性都提出了很高的要求。简要比较了客运专线混凝土岔枕采用机组流水法和长线法生产的两种技术特点;为解决长线法生产岔枕时由于混凝土坍落度较大、混凝土早期强度增长慢、生产周期长的问题,介绍所研制新型混凝土材料的优点。实践证明:采用长线法生产客运专线岔枕,同时使用自主研发的混凝土新材料,既保证了产品的质量,又使岔枕的生产周期不受影响,有利于客运专线岔枕的推广使用。     

枕下网孔式弹性垫板刚度阻尼特性研究

以一种网孔式结构的枕下弹性垫板为研究对象,基于弹性力学原理,研究枕下网孔式弹性垫板的刚度特性,并与枕下沟槽型弹性垫板进行对比;基于结构动力学原理,分别采用对数衰减率法和滞回曲线法计算枕下网孔式和沟槽型弹性垫板的阻尼特性.研究结果表明:与枕下沟槽型弹性垫板相比,枕下网孔式垫板可以在提高垫板弹性的同时,确保垫板的使用寿命,并且枕下网孔式垫板的阻尼比略大,可以有效地缓减轨道结构的冲击效应.     

货车枕簧在随机荷载作用下的疲劳寿命估算

通过转８Ａ型转向架摇枕与枕簧间的力学模型分析和摇枕的已知载荷谱，确定出了枕簧的载荷谱，并以此做为载荷依据对该型弹簧的随机疲劳寿命进行了估算，所得结论可供有关部门参考使用。     

梯形轨枕横向预应力张拉工装设备的研制

梯形轨枕设计有横向预应力,采用PC钢棒作为预应力筋,但国内没有相应的工装设备。为满足工期要求、节省生产成本,自行研制开发了梯形轨枕横向预应力张拉装置,它主要由穿心式千斤顶、拉杆、联接螺母、套筒、夹片式锚具和支撑小凳等六部分组成。介绍了工装设备的结构、工作原理与工作步骤。施工实践证明,利用此装置可以满足梯形轨枕横向张拉的工艺要求,安全可靠,操作简单方便,经济效益明显,为推广轨枕横向预应力施工技术创造了条件。     

城市轨道长枕埋入式无碴道床施工工法

长轨埋入式无碴道床是一种新型的轨道结构。本文在总结目前国内同类型整体道床施工的基础上，根据中铁一局集团上海轨道交通9号线的施工应用实际，全面、系统地阐述了城市轨道交通长枕埋入式整体道床的施工工艺流程。对施工的关键技术、施工工序及施工的机具设备的研究及运用，进行了全面较详细的介绍。目前我国城市轨道交通建设正步入了快速发展的轨道，本工法在城市轨道无碴道床施工及同类型轨道结构施工中具有广泛的应用及参考价值。     

基于离散元分析的高速铁路桥上轨枕选型

为合理选择高速铁路桥上有砟轨道轨枕形式,在轨枕形式的综合调研基础上,采用PFC 3D离散元软件,建立了Ⅲ型轨枕、宽轨枕、梯子式轨枕和框架型轨枕的轨枕-道床模型,对高速铁路桥上有砟轨道结构进行了数值分析.结果表明:4种轨枕都具有较大的轨道框架刚度,具备持久保持轨道几何形位和稳定性的能力;宽轨枕和框架型轨枕与道床的接触力分布较均匀,最大接触力也较小,比Ⅲ型轨枕更适用于高速铁路桥上有砟轨道结构.但考虑到框架型轨枕的优势不明显以及尚未开发相应的养护维修设备,建议高速铁路桥上有砟轨道采用宽轨枕.      

框架优化型Ⅲc轨枕道床横向阻力试验研究

为对标准Ⅲc型轨枕进行外形优化及揭示轨枕优化前后道床横向阻力特性,针对Ⅲc型轨枕特定部位增设混凝土加宽（加厚）块,形成3种框架式轨枕,结合道床横向阻力测试实验,分析对比不同道床断面形式下（砟肩宽度300 mm堆高0 m;砟肩宽度500 mm堆高0 m;砟肩宽度500 mm堆高150 m）各框架轨枕与标准Ⅲc型轨枕道床横向阻力数值.研究结果表明:在不同道床断面型式下,各型框架轨枕均能有效增大道床横向阻力,相较于标准Ⅲc型轨枕,A型框架轨枕（轨枕承轨台双翼缘型）可提升道床横向阻力37.8%~50.8%,B型框架轨枕（枕中截面十字型）可提升道床横向阻力25.5%~41.0%,C型框架轨枕（轨枕承轨台下底部加厚型）可提升道床横向阻力13.3%~23.0%.      

有砟道床梯形轨枕横向阻力试验与构成分析

梯形轨枕具有稳定性好、振动小的优点,并能减弱传递给轨道的动荷载,使得梯形轨枕在高速铁路、重载铁路、城市轨道交通中均有较好表现,但是其横向阻力一直未进行系统试验研究. 本文研究了不同砟肩宽度（200、300、400、500 mm）梯型轨枕道床横向阻力,分析了阻力构成,并与Ⅲc型轨枕对比. 结果表明,在砟肩宽度均为500 mm道床上,平肩式梯形轨枕与平肩式及砟肩堆高150 mm、Ⅲc型轨枕相比,阻力分别提升了约55%、14%,并且,平肩式道床砟肩宽度由200 mm增加至500 mm过程中,梯形轨枕道床横向阻力无明显增长,其横向阻力主要由3部分构成,其中轨枕底面与道床摩擦提供约34%,枕心部位提供约47%,轨枕端部提供约19%. 试验表明,采用梯形轨枕,可选用较小截面尺寸的道床,从而大幅节约建设用地及道砟用量.      

枕下套靴硬化对预应力配筋弹性长枕强度影响

在对预应力混凝土轨枕进行强度计算时,通常将混凝土轨枕简化为梁单元或建立未施加预应力的混凝土枕空间有限元模型,这种方法无法体现轨枕在实际预应力配筋下的真实应力.本文建立了能够考虑轨枕实际截面尺寸和预应力配筋的新型计算模型,对预应力轨枕受力与变形进行了分析,并与未配筋情况的轨枕受力进行了对比,说明建立这种新型计算模型的必要性.利用新型计算模型,对地铁用长枕套靴式减振轨道枕下套靴硬化对轨枕强度影响的问题进行了分析,得出了枕中裂纹产生原因,并给出了套靴硬化的限值.     

循环荷载作用下道砟破碎老化的离散元仿真

为从细观力学上反映道砟与轨枕的相互作用机理以及道砟颗粒的破裂过程,建立了道砟-轨枕离散单元模型,对循环荷载作用下道砟破碎老化进行了仿真.道砟由不规则圆盘簇组成,分为不可破裂与可破裂颗粒,并施加单调荷载和循环荷载.结果表明:相同荷载下,加载时轨枕与道砟的接触力大于卸载时;破碎道砟颗粒集中在轨枕下方,道砟颗粒破裂产生的沉降是造成轨枕沉降的主要原因,沉降量随道砟颗粒强度的降低而增大.     

摩擦型轨枕道床的横向阻力研究

川藏铁路有砟道床断面尺寸受限，所处环境地震多发、日温差大且变化剧烈，这些情况容易导致横向阻力不足，对无缝线路稳定性和震区轨道韧性提出挑战. 为合理设计轨枕底部设有箭头型凹槽的摩擦型轨枕，并量化其提升无缝线路稳定性与韧性，采用道床横向阻力试验，测量摩擦型轨枕对道床横向阻力增幅情况；合理设计并优化了轨枕底部凹槽，制作了3种不同箭头型凹槽，除去凹槽排列方式不同外，箭头型凹槽面积、尺寸完全一致；并且验证砟肩宽度减小情况下摩擦型轨枕提供的横向阻力是否可以满足川藏铁路运维要求. 结果表明:各型摩擦型轨枕均可增大道床横向阻力，可最少提升横向阻力7%，最高提升21%；单向箭头型双向阻力存在较大阻力值差异，相比于普通轨枕顺向可增大7%，逆向可增大24%，因此在曲线地段铺设时候，应严格注意铺设方向；砟肩宽度由50 cm降低到30 cm，采用单向箭头型轨枕逆向仍然可达到Ⅲ型轨枕砟肩宽度50 cm横向阻力值.      

道床断面尺寸对道床横向阻力的影响

为揭示道床横向阻力变化特征,采用离散元法,建立了高速铁路有砟道床-轨枕三维模型,研究了道床边坡坡度、顶面宽度、道床厚度和砟肩堆高等道床断面尺寸对其横向阻力的影响,分析了枕底、枕侧和砟肩阻力及其分担的横向阻力比例.结果表明:坡度为 1:1.50~1:1.85时,横向阻力为10.315~16.475 kN,坡度为 1:1.65及更缓能满足横向阻力超过12 kN/枕的要求.顶面宽度为3.0~3.8 m时,横向阻力为10.205~15.715 kN,顶面宽度为3.4 m及以上能满足横向阻力超过12 kN/枕的要求.随边坡变缓或顶面宽度增大,砟肩道砟增多,砟肩阻力显著增大.道床厚度为200~400 mm时,横向阻力为9.156~15.684 kN;横向推动轨枕时,道床从上向下分层拖动;随道床厚度增大,枕底阻力明显增大,道床厚度为300 mm及以上能满足横向阻力超过12 kN/枕的要求.砟肩堆高为0~180 mm时,砟肩阻力为2.010~5.203 kN,横向阻力为9.526~15.257 kN,砟肩堆高对砟肩阻力影响很大,堆高120 mm及以上能满足横向阻力超过12 kN/枕的要求.