动力学测试平台在高速铁路联调联试中的应用

新建高速铁路线路开通运营前的联调联试,是采用高速综合检测列车对轨道、接触网、通信信号等各类基础设施进行测试,并依据测试结果对缺陷进行整改,直至各系统以及整体满足高速运行及动态验收要求的全过程。动车组动力学专业在联调联试中,通过连续测量测力轮对以及不同位置的振动加速度传感器,实时获取不同速度级下的轮轨力及振动加速度信号,在去除零点漂移和滤波后,计算得到各项平稳性及稳定性指标。脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力、平稳性指标等动力学参数均关系到动车组运行安全、轮轨系统磨耗以及乘坐舒适度,因此,动力学测试保证着联调联试全过程的安全底线。介绍高速铁路联调联试中所使用的动力学测试平台及其未来无人值守方向的发展趋势,分析可知旋转遥测技术是未来轮轨力测试的首选方案。依托动力学测试平台在钢轨缺陷诊断及联调联试过程中保障安全的实例,充分证明采用动力学指标阈值对各类短波不平顺及钢轨波磨进行判断准确有效,具有较高的工程应用价值。     

圆形顶管施工对土体上方道路变形影响研究

本文对某顶管施工过程进行数值模拟,计算得到顶管施工中各阶段过程对表层土体及上方道路的扰动影响.结果表明:在纵向上,随着顶管顶进距离增加,顶管正上方土体的变形量增加,同时在顶管机机头处呈现先隆起后沉降的变形趋势;在横向上,顶管施工存在一定的横向扰动范围,随着顶进距离的增加,顶进面前方隆起范围增加而顶面后方沉降范围减小.     

长周期波涌浪海域承台钢吊箱封底技术研究

桥梁高桩水中承台,一般通过钢吊箱工艺实现干施工.钢吊箱施工在中国常规水域条件下为成熟技术;在深海无遮掩强涌浪海况下成功施工案例较少.该文依托印度洋中马友谊大桥高桩承台施工案例,研究长周期波涌浪条件下应用于高桩承台的钢吊箱施工核心工艺——水下封底技术.针对涌浪作用产生的桩基晃动、涌浪射水冲刷封底混凝土、封底底板易开裂等施...     

高桥墩墩顶水平位移的计算与分析

考虑板式橡胶支座的弹性约束作用、地基弹性变形的影响,用能量法对高桥墩墩顶水平位移进行计算与分析;算例表明,对具有板式橡胶支座的弹性地基高桥墩的设计计算,支座对高桥墩弹性约束和地基的弹性变位影响不可忽视.     

大连金普新区公路网发展规划研究

辽宁省大连市金普新区经济发展转型升级加快,引领示范作用持续强化,对综合交通运输发展提出了新要求。在分析大连金普新区公路网现状特征的基础上,分析金普新区公路网存在的问题。采用连通度法和弹性系数法,预测金普新区公路网规模,避免了单一预测方法在数据应用中出现的偏差;采用分层布局法对金普新区公路网布局结构进行分析研究,确定了金普新区公路网布局结构,该布局的总里程符合预测模型的计算结果。研究可为类似项目提供参考。     

沥青混合料胶砂填充设计法

采用弯曲梁流变试验(BBR)进行沥青胶浆黏弹性设计,用界限VCA对粗集料骨架进行沥青胶砂填充设计、胶砂填充设计法合成混合料级配,美国工程兵团旋转压实仪(GTM)对混合料进行抗剪切性能设计,建立混合料骨架结构行为和路面黏弹性能直接相关的矿料级配合成方法及沥青用量确定方法。     

基于橡胶材料超弹性的排气系统运动包络面分析

为准确校验排气系统与周围结构是否存在运动干涉,对排气系统与车身之间的橡胶吊耳进行非线性刚度建模,采用超弹性Mooney-Rivlin模型表征橡胶材料本构关系,由试验数据拟合获得超弹性本构模型的参数。基于吊耳在10种极限工况下的接触特性建立相应接触关系,分析排气系统非线性运动包络面,并与传统线性弹簧建模方法的分析结果进行对比。仿真结果表明,吊耳非线性刚度特性和自接触现象对排气系统的运动具有显著的抑制作用,在排气系统包络面计算中应予以考虑。     

考虑弹性支撑边界条件的电动汽车-路面系统机电耦合振动特性分析

轮毂电机驱动电动汽车的簧下质量大导致轮胎动载荷增加,并且电机电磁力和转矩波动对车轮造成电机激励,进一步加剧车轮振动引起垂向振动负效应的问题。鉴于此,考虑电机的电磁激励,建立了电动汽车-路面系统的机电耦合动力学模型,推导了弹性支撑边界条件下路面结构的模态频率和振型表达式,以及路面振动引起的二次激励。计算了简支与弹性支撑边界条件下的路面模态频率,根据频率分布进行了截断阶数选取,并分析了边界条件、电机激励和车速对路面响应的影响。在此基础上,研究了不同行驶速度、路基反应模量及路面不平顺幅值下,激励形式对汽车车身加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷的影响。结果表明：路面不平顺幅值越小,弹性支撑对路面响应的影响越大,弹性支撑边界条件下的路面响应较小,电机激励会引起路面响应的增加;弹性支撑边界条件下,路面不平顺幅值和路基反应模量越小,考虑路面不平顺、路面二次激励和电机激励的三重综合激励对电动汽车响应的影响越大,激励形式对轮胎动载荷的影响最大,对车身加速度的影响次之,对悬架动挠度的影响最小;电机激励导致轮胎动载荷增加,对路面破坏和寿命产生的负效应不容忽视。所建电动汽车-路面系统机电耦合模型及研究思路可为电动汽车垂向动力学分析提供参考与理论支持。     

整车多轮动载作用下沥青路面动力响应

车辆荷载作用下沥青路面各结构层受力复杂,现行公路沥青路面设计规范未能考虑车辆振动特性和橡胶轮胎非线性。为研究整车多轮动载作用下沥青路面动力响应,基于车辆动力学、橡胶材料超弹性及沥青路面黏弹性理论,构建整车-橡胶轮胎-沥青路面三维有限元模型,与实际车-路现场测量比较验证本模型的可靠性,对比分析无路面不平度与B级路面不平度激励下,路面各结构层动力响应。结果表明：通过与实际车-路测量结果比较,沥青层底部纵向最大剪应变与实测值误差为5.889%,表明该车-路动力学模型可靠、合理;B级路面不平度激励下,后轴左单轮接地法向力为0~86.526 kN,车体法向振动加速度为-0.451~0.372 m·s^-2,后轴左悬架弹力为60.376~68.42 kN;与无路面不平度相比,后轴左单轮最大接地法向力、车体最大法向加速度、后轴左悬架最大弹力分别增加113%、402.7%、7.4%;与无路面不平度相比,沥青路面上、中、下面层纵向最大压应力分别增加18.91%、12.4%、21.1%,纵向最大拉应力分别增加3.94%、6.25%、33.3%;横向最大压应力分别增加10.43%、8.47%、9.19%,横向最大拉应力分别增加12.19%、13.08%、33.33%,且压应力数值远大于拉应力;竖向最大压应力分别增加19.1%、19.35%、20.07%,竖向最大拉应力分别增加26.93%、7.38%、6.2%,且前轮压应力大于中、后轮压应力。以上数据说明路面不平度对结构层响应影响较大,车辆振动特性及橡胶轮胎与路面非线性接触不容忽略。     

细粒土路基平衡密度状态分析

为掌握细粒土路基的平衡密度状态及其变化原因,统计分析9条高速公路路床顶部的压实度和含水率检测资料,对3条黄泛区高速公路路基的压实度、含水率以及1条高速公路的路基模量进行全断面深度检测,并开展非饱和细粒土的湿化试验和弹性恢复试验。现场实测发现：在役路基除了实测含水率较最佳含水率有0~13.8%的增加外,相应的压实度出现了0~10%的线性衰减;其中,路床区、上路堤以及受水位波动影响较大的路基底部的压实度降低十分明显,而下路堤上部区域压实度基本维持不变甚至有所增大;路基压实度的变化与土的含水率密切相关。非饱和土三轴试验结果表明：土体湿化过程中,吸水导致体积膨胀和压实度衰减;当路床土吸湿至平衡湿度（含水率为18%）时,土体压实度降低5.07%。弹性恢复试验结果表明：压实路基土因变形恢复导致路基密度衰减;低含水率、高压实度和低上覆荷载条件下的弹性恢复较大,压实路床土弹性恢复导致的压实度降低值最大为0.5%;综合湿化和弹性恢复结果来看,两者占黄泛区路床区压实度衰减总量（约7%）的79.6%;此外,路基剪切模量的原位实测值较相同物理状态下的室内重塑土结果平均高出了60.64%,表明运营多年的高速公路路基土具有一定的结构性。因此,既有路基的评价应该同时考虑路基湿度增加、密度降低以及土体结构性等综合因素。