列车荷载下桩-土复合地基动力响应研究进展

研究目的:桩-土复合地基在列车荷载下会产生动力作用,甚至造成强度失效或整体变形破坏,严重威胁列车运行安全。因此,亟需开展列车荷载下桩-土复合地基动力特性的研究,对有效提高铁路路基的稳定性、保证高速列车的行驶安全具有重要意义。本文通过分析桩-土复合地基的加固机理及破坏模式,总结国内外关于桩-土复合地基在不同动荷载下的动力响应研究现状以及几种常用的不同桩型复合地基在列车荷载下的动力响应规律,并在此基础上指出目前的研究不足和提出未来需要重点关注的研究问题。研究结论:(1)尽管不同动荷载作用下桩-土复合地基的动力响应呈现了不同的特征,但在动荷载下桩体响应都大于土体响应,这与桩-土复合地基的作用机理吻合,不管在静载或动载下桩体承担了大部分荷载,因此对桩-土复合地基动力响应的研究应重点分析桩体的响应,但同时也不能忽略桩间土的影响;(2)桩体材料、桩体形状、桩帽、褥垫层厚度、复合土体模量等因素都会影响复合地基的动力特性,列车荷载下桩-土复合地基的动力响应特性还与列车的车速、列车载重、循环次数等有关,且普遍认为刚性桩复合地基具有良好的抗震性能,碎石或砂砾垫层表现出良好的隔震作用;(3)列车荷载下不同桩...     

高铁荷载下桩-土复合地基振动响应特性研究

采用一种复合正弦波(M波)模拟列车移动荷载,建立轨道-路堤-PCC桩-土复合地基三维动力有限元模型,研究高速铁路路堤及PCC桩复合地基在列车荷载作用下的振动响应特性。研究结果表明:在靠近列车荷载作用处振动响应比较强,随着与轨道的距离增加,振动响应值也逐步降低,至地基远处24.5 m处,振动响应已经很小。路堤内振动波远低于枕木处振动幅值,振动波经路堤、垫层、桩体和土体层层过滤衰减作用,在地基下部土体中振动被削弱,振动的幅值和频率范围均受到影响。经过滤后地基下部土体振动响应频率接近或者低于土体自振频率,路堤、桩体和地基振动响应曲线体现了振动波在路堤系统各部分传播特点,反映出各部分振动特性。     

高速行车条件下桩板结构-地基土系统的空间振动性能分析

结合某高速铁路桩板结构路基,建立桩板结构-地基土系统空间有限元模型,分析桩板结构路基动力特性。结果表明:其横、竖向基频理论计算与现场实测值比较接近。采用随机振动理论计算机模拟高速列车通过桩板结构路基全过程,系统仿真列车运营性能指标及桩板结构振动响应,与现场实测结果较好吻合。依据国内有关规范,综合评判高速列车运营和桩板结构路基空间振动性能。结果表明:高速列车通过桩板结构路基时,列车具有足够的抗脱轨安全度和优良乘客舒适性,桩板结构路基自身动力响应也较小,能满足高速列车安全、平稳运行要求。     

高速列车作用下场地振动的分析方法及特性研究

基于车辆动力学和有限元-无限元结合方法 ,建立高速列车-无砟轨道-路基-场地土动力相互作用三维数值分析模型,提出一种研究高速列车引起周围场地振动的分析方法,计算列车荷载作用下周边地基土的动应力和动位移,与既有文献中的结果对比验证本文方法,分析地基土性状对高速铁路场地振动的影响。该模型利用ABAQUS软件,同时结合FORTRAN、MATLAB程序模拟高速列车在钢轨上的实时运行,考虑轨道不平顺,将无限元作为地基土的边界,与模拟地基土实体的有限单元进行耦合,较好解决了振动波在模型边界的反射问题,为列车、轨道、路基系统动力学和轨道交通环境振动分析提供了新的研究思路和计算方法。     

高速列车荷载作用下无砟轨道-路基-地基精细化有限元模型与验证

高速列车荷载作用下无砟轨道-路基-地基的动力响应是高速铁路设计、施工和运维普遍关注的问题。为了较好地掌握高速列车荷载作用下的无砟轨道、路基以及地基各结构的动力响应,采用实体单元对无砟轨道结构、路基和地基进行建模,考虑扣件系统的5层垫片和弹条,以超弹性材料本构关系模拟橡胶垫片的大变形行为,以三维黏弹性静-动力统一人工边界模拟无限地基,以静动力顺序分析模拟路基和轨道的建造过程,以实测轮轨力模拟列车高速运行时产生的激励,构建高速列车荷载作用下无砟轨道-路基-地基精细化有限元模型,采用实测数据,从动位移、动应力和动应变三方面对模型进行验证。研究结果表明,所建模型间接地考虑了空气和轨道不平顺对高速运行列车荷载的影响,考虑了扣件系统多层垫片间接触压力的传递和扩散,能很好地模拟列车荷载作用下无砟轨道-路基-地基系统的动力响应,与实测结果吻合很好。高速列车荷载作用下基床表层的动应力小于20 kPa,动应变处于10με量级,表明路基处于小应变和弹性变形状态。该模型可用于深入研究高速列车荷载作用下无砟轨道-路基-地基的动力学行为,为高速铁路无砟轨道结构及路基设计、优化提供一种有效的计算分析手段。     

列车运行引起高层建筑物振动分析

建立列车-轨道-路基-周围地层-建筑物系统空间动力分析模型.地基士与建筑物基础间分协调接触变形和弹性接触变形2种情况处理.利用"m"法计算弹性接触变形系数,进行2种接触情况下运行列车对附近建筑物的振动影响动力分析.结果表明:在运行列车作用下,考虑土-建筑物之间弹性相互作用时建筑物楼层的动力响应峰值比不考虑时低5～10 dB;轴重大的列车引起的建筑物振动响应较大;建筑物各楼层的峰值振动强度在总体上随楼层单调递增;峰值振动强度在车速较低时随车速提高而增大,但车速超过某一临界值时,趋势发生改变.     

群桩-土相互作用动力阻抗的简化有限元计算

为研究群桩-土相互作用,提出一种将有限元模型应用于群桩-土动力相互作用分析的简化方法,结合频域内桩-土动力文克尔理论,导出与桩-土属性相关的弹簧-阻尼单元动力阻抗结果,与基于Gazetas-Dobry理论简化法的结果比较有良好的一致性。建立复杂群桩模型并进行不同桩土条件下的动力分析。研究结果表明:该简化有限元法应用于群桩-土工程实际的分析具有一定的可行性及实用性,为群桩-土的动力相互作用阻抗计算提供一种新方法。     

考虑非一致地震输入的车-桥系统动力响应分析

针对地震对列车在高速铁路桥梁上走行安全性的影响,将桥梁在地震作用下的运动方程和车辆振动方程通过桥梁子系统与车辆子系统间的非线性轮轨接触关系联系起来,建立可考虑行波效应影响的长大跨度桥梁—列车耦合系统的地震反应分析模型。利用车—桥系统地震反应分析程序,对高速列车在不同特征地震荷载作用下通过某高速铁路连续梁桥进行仿真分析,研究列车速度和地震波行波效应对车—桥系统动力响应的影响。研究结果表明:地震波行波效应对车—桥系统的振动响应有重要影响,并不总是地震波行波速度越大,车辆的动力响应的计算结果越接近一致激励时的相应值;在进行大跨度连续梁桥车—桥系统的地震反应分析时,应按桥址处的实际场地土特性考虑地震波行波效应的影响;地震荷载作用时车体的横向振动加速度以及各项安全评价指标均随列车速度的提高而增大,在评价地震作用下高速铁路连续梁桥上列车的走行安全性时,必须考虑列车运行速度的影响,给出了确保地震发生时高速列车在桥上安全运行的临界速度限值。     

高速车辆与桥上道岔动态相互作用规律初探

为揭示高速运营条件下车辆与桥上道岔的动态相互作用规律,建立考虑轮轨间动态接触关系的高速车辆-道岔-桥梁耦合振动模型,并编制相应计算程序CDAVTB。以时速350 km18号道岔布置于6×32 m连续梁上,轨下基础采用底座纵连式无砟轨道为例展开仿真分析,就铺设于我国客运专线桥梁上的引进技术与自主研发高速道岔的动力响应进行比较,并分析桥梁竖向刚度和岔桥相对位置对车岔桥系统动力响应的影响。结果表明:高速道岔铺设于桥上时,各项动力响应均有所增大,道岔结构参数对车岔桥系统动态相互作用的影响较大。随着桥梁竖向刚度的增大,系统各项动力响应呈减小趋势,32 m跨连续梁的ZK荷载挠跨比宜按不大于1/9 000进行设计。岔桥相对位置的变化将导致系统动力响应的较大差异,就32 m跨度连续梁而言,道岔辙叉部分布置于列车运行方向上距离桥墩1/8至1/4跨范围内时最优。     

横风作用下高速列车-板式轨道系统空间振动分析

基于高速列车-板式轨道系统空间振动分析理论,考虑横风作用效应,建立了风-高速列车-板式轨道系统振动分析模型,推导了列车风荷载势能;将它与列车振动势能及板式轨道振动势能相加,得出系统振动总势能;根据弹性系统动力学总势能不变值原理及形成系统矩阵的"对号入座"法则,建立系统空间振动矩阵方程,并编制了相应计算程序.分析了横风作用下高速列车和板式轨道的动力响应.研究结果表明:横风对车体的横向及竖向位移、轮重减载率、倾覆系数等有很大影响,对脱轨系数、横向Sperling 指标有一定的影响,而对钢轨的横向及竖向位移影响很小.     

德国有轨电车建设运营特征分析及启示

有轨电车在我国正处于稳步发展的阶段,积极借鉴国外的建设运营经验,对有轨电车在我国的可持续发 展具有重要意义,而拥有世界上最大规模有轨电车线网的德国可为我国提供丰富的案例借鉴与参考。从服务范 围、建设运营中执行的规范、线路特征 3 个方面,分析德国有轨电车的技术特点。选取布伦瑞克、汉诺威、慕 尼黑 3 座城市的有轨电车作为研究案例,分析德国小城市、中等规模城市和大城市有轨电车的建设运营特征,不 同规模城市的有轨电车在功能定位、线路敷设方式、旅行速度、平均站间距、客流强度、乘客平均乘距等指标上 存在明显差异。最后,结合案例分析,从功能定位、线路建设标准、运营交路设置、换乘接驳规划、换乘站建设 标准等方面,阐述对我国有轨电车发展的启示。     

机车和柴油机新产品设计开发工作探讨

为了进一步提高产品设计质量，创造更大的经济效益，结合多年的工作实践，介绍了机车和柴油机新产品开发设计的任务来源、新产品开发设计项目的策划、具体工作任务策划、机车和柴油机的总体设计、设计评审、施工设计、设计更改、设计确认、研制生产及运用技术服务和整图整改及成果鉴定等工作程序、步骤和工作内容及要求，并指出在机车和柴油机新产品设计中要始终树立“质量第一、成本为先”的思想。     

铁路工程建设项目对野生动物扰动机制分析

铁路工程建设对野生动物的影响一般分为施工期与运营期两个阶段。施工期主要体现在占地、扬尘、噪声、振动、废水、固废等对动物栖息地、视觉、呼吸、听觉、震感的影响;运营期则体现在列车灯光、噪声、线路阻隔等影响要素对动物夜宿、栖息地声环境、飞行的影响。不同动物种类个体,由于其生态特征不同,所受影响也各不相同。     

广州地铁"十化"安全管理法研究与实践

从地铁设计、建设、运营等生产过程的安全保障要求出发,根据"人、物、环、法"的核心要素特点,提出安全人员专业化、安全作业规范化、安全保障自动化、安全状态可视化、隐患排查精细化、预测预警智能化、应急联动高效化、安全教育经常化、安全管理网格化、安全制度体系化等"十化"安全管理方法.通过广州地铁在安全设计、安全建设、安全运营等...     

“运输基础装备和线路机械2008”国际展览会

2008年9月11～12日，在卡鲁加定期举办了国际“运输基础装备和线路机械2008”展览会。在2008年的这个展览会上出现了新的情况，汇集了所有运输设施方向的专家（工务部门，电气化及供电部门，自动化及遥控部门的人员以及通信人员）参会，是本次展会的主要特点。超过130多家来自俄罗斯、独联体国家和西方国家的公司展出了自己的产品，其中包括现代化的铁道线路养护维修用的全套装备、自动机械和遥控机械装备、电气化装备等。     

对某汽配厂接触噪声工人90项症状自评量表的调查研究

运用９０项症状自评量表（ＳＣＬ－９０）对汽配厂接触高强度噪声［９５ｄＢ（Ａ）～１００ｄＢ（Ａ）］的工人进行调查发现，接触组工人的人际关系、抑郁、焦虑、敌对、恐怖、偏执、精神病性等因子均与对照有显著性差异，同时也高于正常成人组，提示９０项症状自评量表可以应用于噪声接触工人的心理学研究和早期检测指标的职业流行病学的调查。     

一般柴油机故障原因的分析与排查

针对柴油机有时发生不可测定位置的故障,根据引发柴油机发生故障的磨损、振动、冲击、腐蚀、疲劳等几种原因,以及由于环境和使用等因素造成的柴油机故障,给出排查柴油机一般故障的普遍方法,即通常按照现场分析、设计分析、生产过程检查、质量记录复查等程序进行,并附案例说明.     

欧洲铁路功能安全标准变化趋势分析

分析新版欧洲铁路功能安全系列标准草案与现行系列标准之间的关系,介绍新版欧洲铁路功能安全系列标准草案的构架与主要内容。从生命周期模型及裁剪、风险评估、技术措施、功能安全完整性、职责和能力、安全保障及提交物等方面,详细叙述新版欧洲铁路功能安全系列标准草案的主要变化。     

综合接地系统在无碴轨道施工中的应用分析

随着时速350 km/h无碴轨道在武广客运专线的运用,为保证供电系统、通信系统、轨道系统等的安全、可靠和稳定,针对其轨道电路的传输特点和需要,在借鉴普通铁路和地铁接地技术的基础上,经过理论分析实验,在武广客运专线采用了电气化、电力、通信、信号、轨道等系统的综合接地技术。通过实际检测和后期运营的验证,综合接地系统能够确保各系统的正常运行,综合接地技术在无碴轨道中得到了成功应用。本文简述了综合接地技术应用在无碴轨道中的必要性和具体措施,为客运专线无碴轨道综合接地的实际施工提供依据。     

长大隧道施工地质超前预测预报技术应用研究

结合渝怀铁路金洞隧道施工地质超前预测预报技术的实施,着重介绍长大隧道施工地质超前预测预报技术应用研究的目的、思路、方法、手段、工作原理、实施步骤与判别方法、主要预测预报成果及体会。