新建铁路隧道下穿既有铁路施工引起的地表沉降控制标准研究

新建铁路隧道下穿既有铁路施工时引起地表沉降,这时对既有铁路运营安全的影响主要受控于轨道的前后高低差.采用ANSYS二维有限元方法,对新建铁路隧道下穿既有铁路工程建立数学模型,模拟计算不同最大等效应力、地质条件、隧道埋深、隧道结构形式等96种工况下的地表沉降量.并利用Peck公式回归分析得到96种工况下的沉降槽宽度系数.对模拟结果和回归结果进行数据分析,推导出沉降槽宽度系数与隧道埋深的关系式,以及地表最大沉降最与地层弹性模量、最大等效应力、隧道埋深的关系式.在此基础上,根据地表沉降曲线的正态分布规律、沉降槽宽度系数的数学意义和轨道的前后高低差管理值,推导得到新建铁路隧道下穿各等级既有铁路时的地表沉降控制标准.     

铁路桥梁群钉组合结构极限承载力和静力行为分析

针对我国铁路桥梁中应用的钢—混凝土组合结构,根据推出试验结果,采用最小二乘非线性拟合得到C 50混凝土中13和22栓钉的荷载—滑移关系式。通过群钉组合结构极限承载力试验,并结合所提出的群钉组合结构有限元模拟方法,研究钉群平均极限承载力的折减、钉群受力分布及其影响因素。研究结果表明:在群钉组合结构中,钉群平均极限承载力较单钉极限承载力有较大程度的折减,最多达到18%;钉群受力具有明显的不均匀性,由上到下呈马鞍形分布,随着荷载的增加,栓钉受力发生重分布,接近极限荷载时,各栓钉受力基本均匀。栓钉刚度、加载方式等都是钉群受力不均匀性的主要影响因素。栓钉刚度越大,钉群平均承载力折减越多。加载方式对群钉组合结构极限承载力基本没有影响,但在荷载较小时对钉群受力不均匀程度的影响较大,而随着荷载的增加,其影响逐渐减小。有限元分析结果与试验结果吻合良好,验证了所提出的群钉组合结构有限元模拟方法正确、可行。     

大型客运站最高聚集人数仿真计算方法研究

铁路客运站最高聚集人数传统计算方法采用静态公式计算,忽略了车站功能布局、客流组织方案与最高聚集人数的互动影响。在研究旅客最高聚集人数形成机理的基础上,提出并证明3个规律,揭示最高聚集人数影响因素的作用规律、最高聚集人数的周期特性和出现时间;通过对15万条现场统计数据的拟合分析,提出旅客提前到站时间分布密度函数;运用车站客流组织仿真系统,研究提出车站最高聚集人数的仿真计算方法,并采用北京南站数据进行验算。结果表明,该方法可为车站方案设计、运营管理方案编制提供参考。     

DQ45型钳夹车钳形梁试验耳孔应力分布不均的有限元研究

叙述了DQ45型钳夹车静强度试验时其钳形梁同一车耳孔处应力内外偏差较大、分布不均的现象。应用有限元分析技术,通过倾斜连接销的角度模拟试验承载装置上的车耳孔同轴度偏差,从理论上验证了试验承载装置上的车耳孔同轴度发生偏差是引起耳孔处应力内外偏差较大、分布不均的主要原因。     

不均匀沉降对无砟轨道路基动力特性的影响

为探讨不均匀沉降对高速铁路无砟轨道路基动力特性的影响,建立CRTSⅡ型板式无砟轨道-路基系统的三维动力有限元模型,计算并对比分析有病害和无病害条件下路基的竖向动应力、动位移及振动加速度在空间上的分布规律,结果表明路基不均匀沉降导致无砟轨道路基的动力响应幅值及其空间分布规律发生明显的改变,且主要集中在支承层宽度范围、路基面以下0~1.5m深度内。由不均匀沉降引起路基动应力幅值可达100kPa,为无病害路基的3倍以上,动加速度幅值为无病害路基的2倍以上,在列车循环荷载作用下沉降区域将加速扩大,对路基产生非常不利的影响。     

地铁隧道施工引起地表沉降主要影响角的分析

在我国城市地铁隧道施工引起地表移动的研究中,Peck法和随机介质理论法应用比较广泛。由于随机介质理论法应用经验相对较少,其相应的主要影响参数的取值方法也不是很成熟,通过对Peck法和随机介质理论法之间的关系的讨论,得到Peck法可以看作是随机介质理论法在应用于埋深较大、开挖断面较小的隧道的一个近似,并给出了随机介质理论法主要影响角的确定方法,大大加强了随机介质理论法在城市地铁隧道施工引起的地表移动及变形研究方面的实用性。在上述讨论的基础上,通过实际工程的验证,证明上述方法的有效性和可靠性。     

CRTSⅢ型板式无砟轨道振动能量分布及传递特性

为了更好地优化CRTSⅢ型板式无砟轨道结构,建立三维有限元模型,通过谐响应分析研究了CRTSⅢ型板式无砟轨道在0～1 200 Hz内的稳态响应,计算得到了钢轨和轨道板振动能量在空间和频域上的分布及传递特性,并讨论了扣件弹性垫层刚度对轨道结构能量分布的影响。结果表明：加载频率为0～1 200 Hz时,轨道结构的振动能量在其各阶模态固有频率处达到峰值,其中,钢轨振动能量存在两个峰值,分别对应钢轨一阶挠曲变形和pin-pin振动;轨道板振动能量存在多个共振峰且主要集中在200 Hz以内,分别对应轨道板前几阶纵向弯曲振动。钢轨和轨道板振动能量大小与弹性垫层刚度紧密相关,尤其当加载频率位于钢轨一阶挠曲频率附近时,钢轨振动能量尤其是势能随弹性垫层刚度增大而明显降低,轨道板振动能量随弹性垫层刚度增大而显著升高。     

附属结构施工对装配式车站结构的影响分析

为确保附属结构施工过程中装配式车站主体的安全与稳定,需要了解附属结构施工过程中装配式车站主体结构的力学规律。以深圳地铁装配式车站13号线市中医院站为工程背景,通过有限元数值计算,对附属结构的施工过程中装配式车站主体的内力和变形进行分析。计算表明：①附属结构基坑开挖导致主体结构整体有向附属开挖一侧变形的趋势,结构内力出现重分布,附属结构施工开挖过程中主体拱顶弯矩最大增幅在开挖1阶段;②在附属结构施工过程中可以采取主体顶板上方设置临时支撑、主体拱顶对拉连接、加强支护刚度等措施对装配式车站主体的内力及变形进行控制,其中主体顶板上方设置临时支撑措施的效果显著。结合设计措施的计算及实施情况对控制措施的设计应用进行研究,为装配式地铁车站的设计提供借鉴。     

大众捷运车站供电可用度及可靠度分析

首先建立大众捷运车站供电系统可用度模式,其次探讨供电到车站非必要负载(NEL)、必要负载(EL)以及维生负载(VL)的可用度和可靠度。当可用度不考虑维修能量时退化成可靠度。通过计算机仿真数值分析,结果表明:车站VL负载之可用度/可靠度最高,EL负载可用度/可靠度次之,NEL负载可用度/可靠度最低。     

无砟轨道电磁特性仿真分析

分析客运专线无砟轨道钢筋混凝土结构对钢轨周围的电磁环境的影响,得出了钢筋磁导率、轨底与上层钢筋之间距离对钢轨上方磁场分布情况的影响。介绍轨面电磁环境的改变对机车信号接收线圈产生的影响。仿真在考虑牵引回流中谐波和噪声成份的情况下,钢轨周围磁场的分布情况。