高速铁路桥头刚性楔形搭板受力特性及适应性研究

针对路桥过渡段的不均匀沉降问题,通过建立轨道路基分析模型,结合大型商业软件ANSYS的APDL语言,应用迭代接触算法和单元生死技术模拟搭板与填土之间接触和脱空的不同受力状态;并基于地基均匀沉降和不均匀沉降两种模式,考虑搭板受力与变形的耦合,分析了搭板的受力特性与适应性。受力特性分析表明:随着脱空区长度的增加,搭板及轨道板板底纵向应力增加;板底最大纵向应力的载荷位置在桥台与1/2倍板长之间,且随着脱空区长度的增加,最不利载荷位置与桥台的距离增加;搭板发生完全脱空时,板长且厚的搭板的底部纵向应力比板短而薄的大。适应性分析表明:长度为6 m的搭板适用于处理地基沉降在5mm以内的桥头路段;长度为8 m的搭板适用于处理地基沉降在10 mm以内的桥头路段;长度为10 m的搭板适用于处理地基沉降在15 mm以内的桥头路段。     

刚性楔形搭板在均匀地基沉降下的设计优化

桥头跳车产生的直接原因是桥台与路堤的不均匀沉降。本文针对路桥过渡段的不均匀沉降问题,应用ANSYS有限元软件建立轨道路基仿真分析模型,考虑地基均匀沉降模式,研究刚性楔形搭板设计尺寸的优化。研究结果表明:刚性楔形搭板长度对减小沉降、折角影响很大,搭板长度以8~10 m为宜;刚性楔形搭板宽度对减小沉降、折角影响很小,宽度以2.0~2.2 m为宜;刚性楔形搭板整体厚度及厚度变化率对减小沉降、折角影响也很显著。     

高速铁路路基不均匀沉降对CRTS Ⅲ板式轨道受力变形的影响

应用有限元方法建立土质路基上CRTS III型板式无砟轨道系统空间耦合模型,研究路基不均匀沉降作用下板式轨道的受力和变形特性,以及路基发生不均匀沉降时底座板和路基表层之间接触应力和脱空区域的变化规律。结果表明:路基发生不均匀沉降时,无砟轨道结构在重力作用下会发生跟随性变形;轨道板、自密实混凝土和底座板在路基沉降作用下的应力受路基沉降波长和幅值的综合影响,路基沉降幅值越大,轨道各层受力越大,波长为20~30 m的路基沉降对轨道应力的影响较大;底座板和路基表层间的接触应力和脱空区域随着路基沉降幅值的增大而增大,随着路基沉降波长的增大出现先增大后减小的变化趋势。由此可见,路基不均匀沉降会对轨道结构的受力和变形产生明显影响,严重时会造成轨道脱空,对行车安全舒适性产生较大影响,应加以严格控制。     

板底脱空对无砟轨道结构模态的影响

基于CRTS Ⅲ型板式无砟轨道结构参数,研究了不同脱空状态对无砟轨道模态的影响,并对轨道板自振应力进行了分析。结果表明:分析脱空对轨道结构模态的影响时,脱空厚度方向不宜处理为完全损坏,而应取一定的脱空厚度;板端脱空组合对轨道结构模态的影响最大,板中脱空影响最小;板中脱空时脱空形状对轨道结构的模态几乎没有影响;无脱空时轨道板自振应力在扣件处最大,不同脱空状态下轨道板自振应力在脱空区域与自密实混凝土接触边缘较大。研究成果可供无砟轨道脱空识别和结构优化设计参考。     

CA砂浆脱空对框架型轨道板翘曲的影响分析

CA砂浆填充层作为框架型板式轨道关键结构层,长期暴露于自然环境中,受列车荷载冲击、温度循环以及水的侵害等作用,砂浆层与轨道板间易产生脱空,劣化轨道结构受力状态。基于无砟轨道弹性地基梁体模型,分析了正常状态和砂浆层与轨道板间出现脱空时框架型板式轨道在温度梯度荷载作用下的受力情况,并针对板端横向全部脱空和板边纵向全部脱空两种常见脱空形式进行分析。结果表明,较低的砂浆弹性模量可减小轨道板翘曲和缓解列车荷载冲击作用;对于脱空状态,在正温度梯度作用下,轨道板受力和板角翘曲变形受脱空程度影响较大,而对砂浆层受力影响较小;在负温度梯度作用下,轨道板和砂浆层受力状态受脱空程度影响均不明显。     

板式无砟道岔脱空受力性能分析与伤损等级划分

通过建立道岔区板式无砟轨道有限元模型,计算分析了不同脱空状态对道岔区无砟轨道结构变形与受力的影响规律。结果表明:脱空对钢轨和道岔板的垂向位移影响较底座板大,道岔板受脱空影响最大;板角脱空对轨道结构影响最小,板端横向全部脱空对轨道结构变形和受力最不利。基于静力分析结果,提出了板式道岔不同伤损形式的脱空维修级别和判别标准。     

城市轨道交通路基沉降与无砟轨道轨面不平顺映射关系

路基沉降会影响轨面不平顺,为了分析路基沉降与无砟轨道轨面不平顺间的映射关系,基于温克尔弹性地基耦合梁理论和有限元方法,建立考虑层间接触非线性整体道床轨道梁-体空间有限元模型,对轨道自重荷载和设计列车动荷载作用下轨面不平顺与路基沉降间映射关系展开研究,并在此基础上,提出城市轨道交通无砟轨道线路路基不均匀沉降的安全限值。分析结果表明:路基发生不均匀沉降时,无砟轨道结构在自重荷载和列车动荷载作用下发生跟随性沉降变形,且各层沉降幅值从上到下依次增大;路基沉降幅值越大轨面不平顺越明显,20 m沉降波长条件下,沉降幅值超过25 mm时轨道结构与路基间易形成脱空;轨面不平顺对路基沉降波长也极为敏感,20 mm沉降幅值条件下,当沉降波长超过25 m时路基与轨道结构间脱空现象明显缓解,此时轨面不平顺基本可与路基变形保持一致。     

单元板式无砟轨道路桥过渡段搭板结构方案研究

根据单元板式无砟轨道路桥过渡段特点，提出4种搭板结构过渡方案，建立有限元模型，分析搭板脱空长度对轨道受力的影响，优化了单元板式轨道路桥过渡段的结构设计。设置搭板过渡方案可提高线路的平顺性、减少轨道板类型和优化轨道板受力。但不同的搭板布置对轨道结构受力影响较大，分析认为将搭板置入桥台一定距离，搭板两端和上方轨道板板缝对齐...     

路基不均匀沉降对双块式无砟轨道结构受力影响分析

路基不均匀沉降分为正（余）弦型、错台型和折角型,对无砟轨道的影响主要考虑线路纵向正（余）弦型不平顺。应用有限元法计算路基不均匀沉降对轨道结构的影响,采用弹性地基上的梁板计算模型和叠合梁计算模型计算基础变形的无砟轨道荷载弯矩,并进行比较分析,两种模型的计算结果吻合较好。路基不均匀沉降对双块式无砟轨道结构的受力影响较大,建议对双块式无砟轨道变形特别是因线下工程沉降引起的永久变形制定控制标准,设计和检算考虑路基不均匀沉降对轨道结构的影响。     

客运专线铁路路基沉降控制的若干问题

研究目的:客运专线路基工后沉降控制标准高,目前的地基处理理论与设计方法主要是针对传统的软弱土地基,并不完全适合客运专线路基工后沉降的设计计算与地基加固处理,本文对遇到的若干问题进行分析探讨,提出可采用的方法.研究结论:通过对确定压缩层厚度各种方法优缺点的分析,给出了压缩层厚度计算方法;在分析轨道、列车以及运架梁车等荷载特点的基础上,通过对路基稳定、沉降变形的控制因素分析,对轨道、列车与运架梁车荷载在稳定、沉降计算中的考虑方式与简化形式提出了建议;通过对各种基础形式的荷载传递特性、复合地基的形成条件等内容的研究,提出客运专线路基沉降控制分析应根据路堤基底垫层形式、加固桩的类型,采用复合地基或复合桩基理论进行.     

软土地基桥台现场试验监测方法与技术研究

快速铁路对于线下结构变形和刚度的控制十分严格,特别在高填土深层软土地区修建桥台,为了使桥台基础系统的变形处于可控状态,进行现场试验监测十分重要。介绍了对务山特大桥温州桥台施工阶段现场试验监测系统的目标、构建原则,重点阐述了该试验监测系统的布置方法和测试技术,这些都在现场得到了成功实施。     

基于FDTD的探地雷达数值仿真与成像研究

研究目的:探地雷达探测受天气、场地以及经济条件等因素的影响,应用FDTD方法对探地雷达的探测机理进行仿真,能够克服上述不利因素,节约成本,提高探测效率和数据采集质量,为探地雷达的正演模拟提供指导.偏移成像技术是探地雷达数据处理中重要的方法之一,能够把雷达记录中的每个反射点移到其真正位置,获得反映地下介质的真实图像.研究结论:对地下管线探测模型进行了仿真,从共偏移距剖面上得到了管线异常,反映了FDTD方法模拟探地雷达进行探测的可行性.对共偏移距剖面进行偏移成像技术后,得到了地下管线的真实位置,说明了偏移技术在探地雷达数据处理中能够起到归位的作用,得到横向分辨率极大提高的地下构造原像.     

"关沟段"客车运行技术标准及安全措施

介绍了旅客列车运行在京张铁路“关沟段”的技术标准及安全措施。     

大秦线万吨列车对轨道的动态影响分析及对策建议

从万吨试验列车动态检测数据和现场观测与统计资料的分析出发,在对万吨列车运行速度的影响,万吨列车对曲线的影响和通过长大下坡道的影响进行理论探讨的基础上,提出了行车速度,轨道结构加强,牵引操纵,强化线路基础--桥隧涵和路基,动态检测等方面的对策与建议.     

接触网弓网故障及其防范措施

近年来我国电气化铁路迅速发展,而弓网故障已成为影响接触网安全运营的首要因素。本文主要分析接触网弓网故障产生的原因,并根据多年经验,从加强接触网日常检测的角度,提出预防弓网故障的措施。     

黄土及其边坡稳定的一些探讨

研究目的:通过观察黄土的一些自然特征,探讨水对黄土的作用方式,分析黄土边坡坡度与水之间的作用关系,以便工程边坡设计时充分考虑水对边坡稳定的作用,安全合理地确定边坡坡率和防护措施。研究结论:黄土的结构强度和抗剪强度对水极其敏感,抗剪强度中粘聚力随含水量的增加而迅速降低;边坡稳定取决于能否形成坡面浸润带,浸润带的强度随含水量的增加而迅速减小;高角度针状孔隙的存在是黄土直立性的本质所在;稳定的自然黄土边坡和窑洞边坡是物竞天择的科学选择,值得我们借鉴。     

铁路客运专线桥梁工程技术及建议

研究目的:客运专线铁路桥梁比例大,特殊结构多,技术标准高.为了又好又快地搞好客运专线建设,分析总结已经开工项目桥梁主要工程技术,提出今后客运专线建设中需要研究和解决的技术问题.研究方法:结合目前已经开工的京津城际、武广、郑西等客运专线桥梁建设情况,分析、归纳、总结已经开工项目桥梁结构形式、主要技术要求、工程实例,对国外咨询中所涉及桥梁主要工程技术问题进行研究,提出建议.研究结果:参加了客运专线在建项目的桥梁情况的调研和重大技术问题解决,整理了国外咨询中涉及的客运专线桥梁技术问题,提出了今后重点研究的技术问题.研究结论:我国客运专线桥梁建设在科研、设计、施工、材料、设备等方面取得了巨大的成绩,积累了客运专线的建设经验,提升了我国铁路桥梁的技术水平,但是在科研、标准、设计等方面仍需要进一步完善和提高,不断总结经验、吸取教训,才能实现建设一流客运专线的目标.     

高速列车结构振动噪声预测与降噪技术研究

基于有限元法和边界元法以及声传递向量,运用ANSYS软件和SYSNOISE软件研究高速列车车体的结构模态与室内声腔声学模态,仿真分析高速列车结构-声场耦合系统的低频噪声,并对铺设吸声材料和涂敷阻尼材料的车身部件进行声学贡献分析,为高速列车的减振降噪提供理论依据.对某高速列车拖车的仿真分析结果表明:该车声学测试点的总声压级超出了TB 1809-86标准拖车客室的容许噪声值;在某些计算频率下,车体某些部件涂敷阻尼材料后对客室测试点的声学贡献由小变大,这说明阻尼材料不仅改变了这些部件的振动幅值,同时也改变了振动相位.因此,在采用阻尼材料减振降噪时,应对车体板件进行声学贡献分析,充分考虑阻尼材料对测试点声压级的影响,有针对性地采取措施,降低乘客室内噪声.     

铁路调车作业事故分析及对策研究

以沈阳铁路局2005-2008年调车作业事故信息分析为基础,对事故的种类、源点、发生时间、地点、原因等要素进行统计分析,绘制影响因素分布图,对事故发生的主要原因及影响程度进行定量估计,归纳出信号、扳道人员错误准备调车进路、调车人员领车嘹望不认真、作业前准备不充分等主要事故诱因,提出健全管理体系、强化业务培训、控制作业过程、更新调车设备、改善作业环境等控制铁路调车作业安全的建设及措施。     

货物列车发生自然制动的原因分析与建议

随着神华集团公司煤炭运量的不断增加,货物列车的牵引定数和运行速度都有大幅度的提高,货物列车发生自然制动的现象越来越频繁。针对货物列车产生自然制动的原因进行调查分析,并结合现场实际,提出消除自然制动的建议。