新型钢枕轨道结构受力特性研究

为研究列车荷载作用下新型钢枕轨道结构受力特性,将混凝土枕轨道作为对比对象,分别建立新型钢枕和混凝土枕轨道-路基空间有限元模型,考虑钢枕处于4种沉降补偿量下的实际工况,对比分析新型钢枕和混凝土枕轨道结构受力特性。研究结果表明:新型钢枕轨道在抵抗变形和抗弯性能方面优于混凝土枕轨道;钢枕沉降补偿量大小对钢轨、钢枕受力影响较为显著,对轨道各部件变形影响不太明显;钢枕轨道和混凝土枕轨道的各部件受力与变形均主要发生在荷载作用位置处,并且2种轨道结构中轨枕的受力特性差异最大、钢轨和道床次之、路基最小。研究成果对新型轨枕的研发及应用具有一定参考价值。     

减振型板式轨道的模态分析

以减振型板式轨道为研究对象,运用ANSYS有限元软件,建立减振型板式轨道的三维实体有限元计算模型,对不同结构尺寸以及不同扣件刚度与支承间距条件下的轨道结构进行了模态分析,得到了系统的固有频率与模态振型.计算结果表明,轨道板结构尺寸对系统的固有频率影响较大,为分析板式轨道结构的振动性能和系统的改进设计提供了理论依据.     

基于曲率模态法识别轨道板的伤损研究

无砟轨道轨道板在施工和运营中存在空洞及裂缝等伤损,伤损的出现会改变结构的动力学特性,由模态分析理论可知,系统特性的改变必然会引起模态参数的改变。建立轨道板-砂浆有限元模型,通过单元刚度的折减来模拟轨道板单处伤损和多处伤损,运用曲率模态识别伤损的方法对轨道板横向和纵向分别进行曲率模态计算分析。计算结果表明:轨道板横向和纵向任一方向的曲率模态和曲率模态差都能准确的识别出伤损位置,并且可以依据这两个指标识别出轨道板的多处伤损。     

浮置式轨道在垂向弯曲振动模态下的振动放大效应研究

弯曲振动是浮置式轨道的主要振动模态。细致分析弯曲振动模态下浮置式轨道的振动放大效应,对优化轨道隔振设计有重要意义。本文基于有限元理论建立浮置式轨道动力分析模型,采用谐响应法,分析谐振荷载作用下轨道系统在频域内的结构响应,并以隔振效率为评价指标,定量分析弯曲振动模态下浮置式轨道的振动放大效应;探讨轨道结构参数的影响规律,推导一阶弯曲振动固有频率的简化计算公式。结果表明:浮置式轨道在弯曲振动模态下的振动有不同程度放大,一阶弯曲振动模态下的放大较明显,在本文参数条件下振动可放大1.69倍;增大板厚、减小板长及减小板下刚度,可明显减小振动放大效应;板厚大于0.55m或板长小于3.6m时,可不考虑轨道弯曲振动导致的振动放大效应。     

合成轨枕在既有线路基段的适应性研究

通过室内疲劳加载试验测试合成轨枕支承下轨道系统的耐久性及稳定性。结果显示,疲劳试验前后,系统各部件未发生伤损,系统具有较好的耐久性及稳定性。建立车辆-轨道耦合动力学模型,计算Ⅱ型混凝土枕及合成轨枕支承下轮轨系统动力响应,对比分析既有线路基段内采用合成轨枕后对轮轨系统动力响应及动力传递的影响。     

新型钢枕轨道结构受力特性影响因素分析

针对轨道过渡段基础沉降引起的轨道不平顺问题,提出一种能够自动补偿基础沉降的新型钢枕。为研究新型钢枕轨道结构参数对轨道结构受力特性的影响,基于有限元法,建立新型钢枕轨道-路基空间耦合模型,分析轨下胶垫刚度、钢枕间距以及道床弹性模量等参数对钢枕轨道结构受力特性的影响规律。研究结果表明:轨下胶垫刚度对钢轨受力特性的影响最为显著,随着轨下胶垫刚度的增大,钢轨的受力与变形均随之减小,但同时钢枕、道床和路基的受力与变形有所增大;减小钢枕间距能够减小轨道结构受力与变形,但钢枕间距太小会加大对道砟捣固的作业难度,增加养护维修工作量和维修成本;增大道床弹性模量可以减小轨道结构变形,但同时增大了钢枕和道床的受力。建议对轨下胶垫刚度、钢枕间距和道床弹性模量等参数综合考虑后合理选取。     

塑料油膏用于站场宽枕枕间封闭处理

宽枕轨道已广泛应用于隧道及车站线路，但枕间的封闭处理方法却不尽如人意。文章介绍在长沙站内宽枕轨道施工中采用塑料油膏作封闭层的具体工艺及使用效果。     

西安地铁2号线轨道系统设计思路及创新

在分析西安地铁线网及2号线轨道系统特点和技术要求的基础上,对轨道系统的设计思路及实践,轨道系统在轨底坡参数、扣件、应对地裂缝轨道结构、地铁专用预应力混凝土岔枕及浮置板技术要求等方面的创新成果进行了总结,以指导西安地铁线网其它工程轨道系统的设计,也可为其它城市地铁轨道系统设计提供参考.     

高铁桥上有砟轨道梁端周期不平顺演变规律及道床支承状态检测方法

针对高速铁路简支梁桥上有砟轨道梁端周期不平顺的形成机理及演变规律开展研究，重点分析环境温度对轨道周期不平顺的影响规律，并提出一种能快速检测有砟轨道枕下道床支承状态的方法 （BDS法）。结果表明：环境温度荷载引起的梁端道砟滑移流变会导致梁端道床支承刚度不足，引起轨枕局部空吊，导致梁端轨道高低周期不平顺，且环境温度变化量越大，梁端轨道高低不平顺变化量越大；32 m简支梁有砟轨道梁端周期不平顺会引起脱轨系数最大值增加25.4%，平均值增大11.9%，轮重减载率最大值增大178.68%，平均值增大130.27%。BDS法可实现枕下道床支承状态的快速无损检测，可与小型捣固机配合对高铁有砟轨道梁端周期不平顺进行整治。     

轨道交通列车过岔振动特性研究

建立了列车过岔有限元模型,利用轨道振动微分方程原理,定性研究城市轨道交通中不同轨下刚度和列车速度在道岔辙叉区对轨道振动特性的影响.分析了心轨尖端、心轨跟端及辙叉区共用垫板中心等特殊部位处的轨道振动特性.结果表明:列车速度的变化对钢轨最大竖向加速度和岔枕最大竖向加速度的影响较大;而辙叉区轨下刚度的变化对钢轨最大竖向位移、岔枕最大竖向位移及岔枕最大竖向加速度有较大的影响.     

铰接式轻轨车枕梁强度分析

铰接式轻轨车在国外城市轨道交通中已得到广泛应用,但在国内尚属空白。介绍了铰接式轻轨车枕梁的结构特点及受力特点。根据其受力特点,参照有关标准制定了铰接式轻轨车枕梁的计算大纲,利用有限元分析软件ANSYS对枕梁进行了静强度、疲劳强度计算及模态分析。计算结果表明:枕梁强度满足有关标准规定的车辆承载要求,各阶模态振型的频率较高,无明显薄弱环节。     

钢岔枕的力学特性分析及其改进措施

从轮轨系统动力学角度建立钢岔枕的力学特性分析模型，编制计算程序，分析钢岔枕处轨道病害产生的根源，并提出相应的改进措施。     

大型客站宽枕线路探讨

从降低基床和道床的下沉 ,排除宽枕轨道的各种水源 ,加强轨道结构及养护维修等方面对大型客站的宽枕线路进行了有益的探讨 ,提出减少宽枕线路病害的方法。     

基于现场锤击试验的地铁轨道振动特性分析及参数研究

近来,由于轮轨共振而产生的地铁钢轨异常波磨问题备受关注。轨道结构动力特性分析是开展轮轨耦合振动研究的基础,地铁轨道结构的动力特性取决于各组成部分(钢轨、扣件、轨枕和道床等)的物理特性及其组合形式。基于轨道结构的周期性频域解析模型,结合北京地铁在线锤击试验,通过计算轨道结构在脉冲荷载下的频响函数,对0~2000Hz频段内轨道结构的动力响应主频进行分析;并通过改变轨道结构参数,分别研究了不同轨道结构参数对各轨道结构动力响应主频的影响情况。研究结果表明:轨下支撑刚度对钢轨共振频率影响较大,枕下支撑刚度对轨道系统共振频率影响较大,轨下和枕下支撑阻尼仅能改变各共振频率点的响应幅值;轨枕支撑间距对pinned-pinned共振频率影响较大,对其他共振频率点的影响较小。     

钢轨重型化对轮轨系统动力响应及动力传递的影响

运用能量法建立车辆—轨道耦合动力学模型,结合大秦线轨道结构力学参数,分别计算分析了45,50,60和75 kg/m共4种钢轨支承下轮轨系统各结构的动力响应,研究钢轨重型化对轮轨系统动力特性的影响。研究发现:钢轨重型化对车辆系统的动力响应影响较小,而对轨道结构和路基的影响显著;随着钢轨质量及抗弯刚度的增大,车体位移、车轮加速度、轮轨力、钢轨位移、扣件力、轨枕振动位移及枕下支承力降低,车体加速度、钢轨加速度先增大后减小,轨枕加速度增加。     

预应力混凝土短岔枕有限元分析

介绍了Ⅲ型预应力混凝土岔枕的结构形式，将岔枕与轨道结构作为整体进行受力分析，求出岔枕的作用荷载．根据求得的作用荷载，利用大型有限元通用软件ASSYS对岔枕做详细的强度分析．     

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。     

城市轨道交通轨道工程拆解设计方案研究

目的：受建设规划和建设时序的影响，部分城市轨道交通线路在运营远期需要拆解。轨道工程的整体道床一旦浇筑后难以整改，这是轨道拆解的重点和难点。为确保线路拆解的可行性和高效性，在前期设计阶段需优化轨道配置，并预先设计合理的拆解方案。方法：以某城市轨道交通1号线的区间轨道工程拆解为例，在介绍该线拆解前后线路走向的基础上，对该线轨道拆解的重点及难点进行分析。对该拆解工程的2个备选方案(树脂枕道床方案及预制板道床方案)进行深入研究，对各方案的具体拆解措施、拆解范围、拆解过程及拆解时间等方面进行了重点分析，并对2个备选方案进行比选，得到推荐方案。结果及结论：推荐采用树脂枕(推荐采用一体化树脂枕)道床方案。该方案既可实现前期运营阶段的超高需求，又可具备后期拆解的超高调整要求，还可减小拆除工程量，缩短拆解时间，减小线路中断运营时间。     

浮置板轨道结构振动模态分析

人们对城市轨道交通所产生的振动及噪声污染问题越来越重视,为此在减振要求特殊地段采用了浮置板轨道结构.而轨道结构的减振性能与其固有频率有关,因此需要对轨道结构的动力特性进行更深入的研究.建立了浮置板轨道系统的振动分析模型,并对浮置板轨道系统进行了模态分析,得到了该系统的振动动力特性(固有频率、振型).     

西安地铁地裂缝段道岔区轨道结构研究与应用

结合西安地铁2号线的地裂缝特性、线路条件及轨道技术要求,通过方案比选,确定在地裂缝影响区域内的道岔区采用碎石道床并配置预应力混凝土岔枕的方案。采用有限元方法与传统计算方法对照进行岔枕的结构分析,针对地铁荷载、轨道结构高度及岔区设置条件等因素,合理确定岔枕的外形尺寸及钢筋配置。这一轨道结构已在西安地铁2号线成功运营使用超过1年,在国内地铁碎石道床道岔地段开始取代传统木岔枕结构。