不平顺条件下高速铁路路基的动力分析

从引起车辆振动的几何不平顺条件入手，用一与不平顺管理标准相应的激振力来模拟列车竖向动荷载。通过非线性数值分析，探讨了路基在不平顺条件下的动态响应。揭示了路基不同部位刚度变化对基面变形，动应力及加速度的影响规律。并与部分实测、计算资料进行了对比。     

高速铁路路基的设计

结合秦沈客运专线的路基设计，介绍高速铁路路基设计中的技术标准和要求。     

高速铁路路基结构时变系统耦合动力分析

在车辆的走行过程中,上部与下部是相互作用和影响的,因此,轨道交通问题实际上就是线路上下部结构和车辆系统的体系匹配问题。本文针对列车走行的实际情况,将轨道-路基作为参振子结构纳入车辆计算模型,建立了包含车辆、钢轨、轨枕、道床和路基作为一体的二系垂向耦合动力分析模型。作为模型的验证,结合京秦线提速改造工程进行了列车-路基动力仿真计算,得出在不同行车速度条件下,机车车辆通过路基段加固前后状态下的车体加速度、动轮载、轮重减载率及道床和路基主要动力性能指标,并与实车试验进行对比。试验测试结果验证了理论模型和分析方法的有效性,为高速铁路路基的动力特性分析和设计提供一些参考。     

高速铁路路基电缆槽对路基结构的影响分析及优化建议

高速铁路路基电缆槽由于布设位置、结构设计、施工等原因易发生横向排水困难,使地表水下渗基床,从而引起基床积水、翻浆、冻胀等路基病害,影响铁路安全运营。通过理论分析及数值计算,明确了电缆槽导致路基病害的演化规律,指出电缆槽及其与基床表层间离缝为地表渗水的便利通道,电缆槽埋设位置阻碍了基床积水及时排出。为降低电缆槽对路基的影响,避免铁路路基病害的产生,提出了新的电缆槽布设方式和结构设计方案,为我国高速铁路路基结构优化及病害预防提供了新思路。     

高速铁路混凝土结构冻融环境的划分

合理划分冻融环境是高速铁路混凝土结构耐久性设计的前提。本文首先根据高速铁路混凝土主体结构特点,分析了桥梁、无砟轨道和隧道混凝土结构的冻融破坏特征;然后讨论了有关规范对混凝土结构冻融环境的划分依据,并梳理了现阶段混凝土结构冻融环境定量划分研究进展;最后分析了高速铁路混凝土结构冻融环境划分中存在的问题,并给出了建议。     

高速铁路路基全断面沥青混凝土防水封闭结构

提出1种高速铁路路基全断面沥青混凝土防水封闭结构,基于该结构工作状态,分析其主要功能特性,设计碾压密实高模量沥青混凝土。将全断面沥青混凝土防水封闭结构应用于工程试验段,跟踪监测其服役特性。结果表明:试验段轨道结构及路堤基床动力性能均满足规范限值要求;试验段基床含水量维持在8%~18%,受天气影响小,而邻近的纤维混凝土对照段基床含水量为10%~35%,随天气波动显著;试验段沥青混凝土的吸热作用,使得路肩处基床温度较对照段大;试验段路基竖向变形监测值较对照段稍大,但均满足限值要求;试验段沥青混凝土与底座等接触情况良好,无松散剥落等病害,仅在底座板接缝处有数条裂缝,而对照段出现较多的纵横向裂缝,严重影响其防水封闭效果;沥青混凝土修补方便,可维护性高。     

高速铁路悬臂U形路基结构型式优化分析

为解决高速铁路悬臂U形路基结构型式优化问题，确定更为合理、可靠的悬臂U形路基结构型式，采用结构力学分析和弹性地基梁理论，开展趾板长度、侧壁板高度、倾角及截面形式等因素对悬臂U形路基承载性能影响规律分析，提出关键性控制指标的确定方法，为悬臂U形路基结构优化设计和工程应用推广奠定基础。分析结果表明：相较于传统放坡式路基，悬臂U形路基占地面积减小约60%,尤其适用于场地狭小、征地相对困难地段；墙趾长度是影响悬臂U形路基底板内力和变形的关键性指标，优化设计中的墙趾板长度应使底板同悬挑路肩等宽；侧壁板角度同槽内填土土压力大小和分布直接相关，设计中宜采用内表面直立、外表面倾斜、高度不超过6 m的变截面侧壁板。     

高速铁路路基基床结构分析及设计方法

基于实测资料,分析路基动荷载、动应力和动变形的特点。按照分担比,将列车荷载分配到轨枕上,再利用Boussinesq弹性理论公式和Odemark的模量与层厚当量假定进行设计计算。当计算选取的介质模量值考虑应变水平影响时,计算与实测结果有较好的一致性,从而建立一种路基基床的分析计算模式。结合临界体积效应应变的概念,以控制重复荷载作用下路基不发生累积变形和累积孔压等累积效应为目的,提出路基基床结构的应变控制设计方法。     

高速铁路环境下基于RSSI的距离估计算法优化

针对高速铁路环境下通过节点之间的信号强度值(RSSI)来获得它们之间的距离,提出了距离估计算法。该算法在对数正态阴影模型(LNSM)方法的基础上,首先根据RSSI得到第一次更新的距离。接着运用权重的思想来得到加权后的距离,然后获得加权后的距离与RSSI的规律表达式。通过采集到的RSSI,建立距离d与RSSI的关系,可以获得两个节点间的距离。仿真实验结果表明,提出的距离估计算法优于LNSM方法,能有效地获得估计距离,并且得到的估计距离更逼近真实距离,距离误差较小。     

寒冷地区高速铁路路基上无砟轨道伸缩缝防渗水优化设计

针对严寒地区路基段板式无砟轨道伸缩缝封闭不严及裂缝过大引起的渗水问题,通过对不同密封材料的对比,提出了采用新型聚氨酯密封胶的封堵方案,并介绍伸缩缝整修的施工工艺。实践证明,使用聚氨酯密封胶对无砟轨道伸缩缝进行整修,施工操作简便,防水效果较好。     

单线高速铁路隧道入口缓冲结构几何外形优化设计

以单线高速铁路隧道入口线性喇叭型缓冲结构作为研究对象,采用3次NURBS曲线拟合其入口形状,提取控制缓冲结构几何外形的9个设计参数。利用有限差分方法分析各个参数的灵敏度,发现缓冲结构的上下边界长度和入口高度对微气压波最为灵敏,而缓冲结构入口形状对其敏感度最小。采用计算流体力学方法、支持向量机模型和蚁群优化算法,开展以降低微气压波为优化目标的缓冲结构几何外形优化设计,得到适用于单线高速铁路隧道的线性喇叭型缓冲结构外形。与无缓冲结构相比,采用优化设计得到的缓冲结构,微气压波降低约42.1%,单车通过隧道时的车外压力波动幅值减少约9.4%。通过分析线性喇叭型缓冲结构上下边界的长度、入口高度和底部宽度对微气压波的影响,发现这4个设计参数与微气压波呈近似的线性关系,各设计参数间的耦合作用不明显,在实际工程设计中,可单独考虑各设计参数的影响。     

基于时频分析的高速铁路路基局部变形识别方法

基于短时傅里叶变换的时频分析模型,提出一种高速铁路路基局部变形的识别方法。利用高速综合检测列车采集的高低不平顺数据,对其做短时傅里叶变换得到时频图。通过时频分析,得到路基局部变形区域在时频图上的特征,即路基局部变形区域在特定频率范围内能量显著增强。基于这一特征,在时频图上采用谱残差模型提取能量显著区域,从而识别出路基局部变形区域。研究结果表明:该方法能利用轨道高低不平顺数据有效识别出路基局部变形区域,同时能反映出该变形区域的时频域特性。     

基于动力触探的高速铁路路基压实状态分析

国外一高速铁路建设过程中中断了施工并更改了设计标准。为掌握其路基压完状态,通过分层开挖分层原位测试,研究动力触探(DPT)锤击数N_(63.5)分别与压实指标——压实系数K、动态变形模量E_(vd)和地基系数K_(30)的关系。结果表明:路基压实指标随DPT锤击数增加而不断增大,土体压密程度变大导致压实指标随DPT锤击数增长率降低;根据压实指标K,E_(vd),K_(30)与N_(63.5)关系曲线发展特征,建立了路基压实指标DPT分析模型,通过现场实测数据验证了模型预测能力,并提出具有95%可靠度的K,E_(vd),K_(30)分别与N_(63.5)的关系的修正模型。研究成果已在国外推广应用,大幅节约了工程投资。     

基于PSD的高速铁路路基沉降监测系统研究

按兰新高速铁路路基沉降监测技术要求,提出采用位置敏感器件(PSD)作为测量元件、GPRS技术作为系统设备间的通信方式,构建高速铁路路基沉降监测系统。论述和分析激光敏感半导体PSD的性能及高速铁路路基沉降监测系统设计原理。在高速铁路路基沉降测量方法基础上,完成测量信号处理电路、路基沉降采集器、监测终端的硬件电路设计,以及路基沉降监测系统软件和监控软件设计,具有工程应用价值。     

高速铁路柔性路基下CFG桩弯曲破坏研究

水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)复合地基因其成本低、桩体刚度大、沉降小,广泛应用在对工后沉降要求较高的高速铁路路基加固工程中,但是关于柔性路基下复合地基稳定性和破坏模式的研究尚不成熟。结合工程实例,采用理论分析和数值模拟的方法,研究了铁路柔性路基下CFG桩地基稳定性和破坏模式。研究表明:与复合地基剪切破坏准则和BS 8006-1:2000规范获得的稳定系数相比,基于弯曲破坏强度理论计算得出的CFG桩复合地基稳定系数最小;基于CFG桩弯曲破坏模式得出的最危险圆弧滑动面与不加CFG桩时不重叠;对于柔性路基下CFG桩加固的复合地基,当下伏地层土质较差时,可在路基外设置1～2排桩;CFG桩顶加筋垫层可以提高桩体承受侧向荷载的能力,从而提高桩网结构复合地基的稳定系数,降低弯曲破坏发生的概率。     

下伏坎儿井暗渠对高速铁路路基稳定性影响

针对下伏坎儿井暗渠的高速铁路路基稳定性问题,采用有限元极限分析方法进行模拟研究.结果表明:路基荷载作用下下伏坎儿井暗渠路基的破坏模式主要有暗渠上部土体发生破坏和路基边坡发生滑动破坏2种,随着暗渠埋深和水平位置远离路基,破坏模式逐渐演变为路基边坡的自身破坏;暗渠临界深度分布曲线呈"W"形,且主要与暗渠位置、断面形状、断面...     

高速铁路馈线电缆的优化设计

针对不同长度的馈线电缆,通过理论计算及ATP仿真,采取适合的接地及补偿措施,将单相交流电通过馈线电缆在护层产生的感应电压控制在标准范围之内。     

高速铁路路基的变形与控制

在介绍秦沈客运专线路基设计和施工情况的基础上，结合对作用于高速铁路路基上的应力分析，论述了高速铁路路基设计和施工中为保证列车高速行驶应采取的措施。