既有时速250 km高铁提速轨道适应性研究

为进一步提升我国高速铁路运输水平,开展既有时速250 km高铁提速关键技术研究迫在眉睫,轨道作为直接承受列车荷载的结构,其速度提高后的适应性是影响列车安全平稳运行的重要因素。基于现场调研、有限元分析、数值计算等方法,针对有砟轨道、无砟轨道、轨道设计超高3个方面的适应性进行研究,并提出了时速250 km高铁提速轨道技术条件。主要结论如下：有砟轨道提速后会引起扣件、道床各动力指标增大,从而降低使用性能;无砟轨道提速后会使道床板和底座板纵横向弯矩增大,路基段道床板纵向弯矩增幅最大,为4.7 kN·m/m;考虑到安全富裕量,提速后路桥隧地段道床板和底座板配筋均能满足强度及裂纹宽度要求;提速后超高需进行相应调整,并满足不同速度下曲线半径及缓和曲线的相关要求;提速后应关注道床结构排水、轨道平顺性等,并符合现行规范相关要求。     

气帘保压性能研究分析

保压气帘能在翻滚工况中提供持续的保护效果,有效缓冲头部运动并防止乘员经由车窗甩出车外。保压性能是气帘重要性能之一。目前对气帘保压性能提出明确检测方法的规程有FMVSS226和2021版C-NCAP。其中,CNCAP提出的6s保压测试方法能得出气帘压力随时间变化曲线。本文详细分析了气帘的工作过程。通过收集大量典型车型的数据,整理了22款车型在侧碰AE-MDB试验中假人头部与气帘的接触时长,总结了40款保压气帘的工作压力和保压效率。使用曲线和视频结合的方法,解析保压气帘和非保压气帘压力曲线各阶段特征和产生原理,对比两种气帘压力曲线异同。从实际需求出发,优秀气帘应包含覆盖区域全面、工作压力合理和保压效率高等特征。文末总结了行之有效的气帘保压性能改善方法供车企工程师参考。     

基于名义应力法的疲劳卡片构建方法研究

基于有限元的疲劳寿命预测可应用于各行业,疲劳寿命预测精度的提高,离不开有效的材料疲劳卡片,疲劳卡片反映了载荷水平与疲劳寿命的关系。通过设计合理的材料试样的疲劳试验,结合试验与有限元计算,计算不同损伤参量创建应用于疲劳寿命分析的材料疲劳卡片,同时对疲劳卡片的仿真精度进行了验证。结果表明,基于名义应力法构建的疲劳卡片具备较高的预测精度,结合材料试验数据与仿真结果构建的多应力比S-N疲劳卡片,可用于其他适用于应力疲劳分析的零部件疲劳寿命分析,为提高零部件疲劳寿命预测精度提供新的技术途径,为零件的前期结构设计提供参考,可在不同领域进行推广并开展进一步分析研究。     

基于试桩曲线的桩筏基础沉降实用计算方法

根据实际工程中桩筏基础沉降处于线弹性阶段的特点,从试桩曲线得到的单桩竖向刚度入手,基于相关理论和经验公式建立了桩筏基础整体竖向刚度的计算方法,并在此基础上给出了在设计荷载作用下桩筏基础平均沉降的实用计算方法。通过对软土地区及黄土地区高层建筑基础、嵌岩桩基础及大型交通工程4大类8个工程实例的现场实测结果对比分析,计算沉降值基本为实测沉降的0.8～1.5倍,验证了所提出的沉降计算方法的可靠性,可为实际桩筏基础初步设计中的沉降计算提供参考。     

悬挂式单轨双线曲线轨道梁的设计研究

悬挂式单轨的轨道梁既是承重结构,又兼作车辆的走行和导向轨道.为保证列车运行的安全性和舒适性,车辆系统对轨道梁在列车荷载作用下的变形有严格的要求.由于轨道梁为底部开口的薄壁钢结构,抗扭刚度较小,导致曲线轨道梁适用跨径较小,给工程建设带来困难.提出在左右线轨道梁之间设置横梁的结构方案,增加轨道梁的整体刚度,有效减小曲线轨道...     

轨道几何动静态检测分析

通过介绍轨道几何静态检测的绝对测量型、相对测量型轨道检查小车以及动态检测惯性基准法的基本原理,分析单波不平顺的弦测输出、仿真弦测法的畸变影响,得出应采用大于轨道不平顺波长的弦长进行测量以减小弦测法幅值畸变的结论。将轨道几何的动态空间曲线转化为轨道几何动态弦测值,同时按轨道几何静态空间里程对轨道静态空间坐标进行最优化筛选,输出轨道几何静态弦测值,并将轨道几何动静态弦测值统一为10 m弦长、20 m弦长的弦测输出。对比轨道几何动静态弦测输出,结果表明动静态检测数据一致性较好,二者偏差95%,分位数小于1 mm,相对于轨道几何静态检测,动态检测无需人工设站,粗大误差小。     

S型曲线梁桥径向位移的有限元分析

通过对吉林省S型曲线梁桥进行走访调查及检查,结合某高速公路S形曲线梁桥长期健康监测工程项目,应用有限元分析软件Midas/Civil分析不同线形和支承形式下曲线梁桥的平面变形影响因素,结果表明:均匀温度作用、梯度温度作用都会对曲线梁桥的径向位移产生影响,且曲率半径越小,影响越大。梯度温度作用是曲线梁桥内外侧产生翻转的主要原因。均匀温度作用是曲线梁桥产生径向位移的主要原因之一,在进行曲线梁桥建设时,应将竣工时间控制在气温与当地年均温度相近的时间里。     

基于B样条曲线逼近的边坡临界滑动面的混合启发式搜索算法

采用三次均匀B样条函数模拟边坡任意形状滑动面,探讨了B样条曲线的端点处理方法和有效滑动面生成策略。将万有引力算法(GSA)与粒子群算法(PSO)两种启发式算法相融合,同时引入雁阵效应、非线性惯性权重进行改进,提出一种新的混合启发式搜索算法(HHA)。该算法增加了粒子的记忆性与群体信息交流功能,协调了全局和局部寻优能力。数值试验表明:HHA能有效克服GSA易陷入局部最小的不足,具有更好的优化精度、效率与稳定性。结合Morgenstern-Price法,对生成的有效滑动面计算安全系数,并以安全系数为目标函数,采用HHA搜索临界滑动面。4道标准考题分析验证发现:三次均匀B样条曲线能合理逼近任意形状临界滑动面;HHA对临界滑动面的搜索优于GSA,对非均质、含软弱夹层及考虑地震效应的复杂边坡均具有适用性。     

半柔性复合混凝土动态模量主曲线研究

为了研究半柔性复合混凝土的设计及材料组成,首先针对大空隙沥青混合料OGFC设计方法,研究2.36 mm筛孔通过率与所形成的混合料空隙率的相关关系,研究结果表明:OGFC的空隙率与2.36 mm筛孔通过率大致呈线性相关关系,可依据空隙率需求来预估2.36 mm筛孔通过率;然后研究不同温度、不同荷载频率下半柔性材料的动态模量变化情况,结果表明:半柔性复合混凝土的动态模量值与普通沥青混合料动态模量值相当,采用时温等效原理研究半柔性材料的黏弹性能,移位因子研究结果表明:半柔性材料符合线黏弹材料性能,并且通过移位因子,构建不同温度下半柔性复合混凝土模量主曲线,为半柔性复合混凝土路面结构设计提供材料参数。     

武汉长丰大道高架桥不平衡重称重试验

武汉长丰大道高架桥为(55+90+90+55) m预应力混凝土连续刚构桥,位于曲线上。38号、39号墩上部箱梁采用先支架浇筑后平转的施工方法,转体重量分别约155 000 kN、135 000 kN。为指导该桥正式转体,采用球铰竖向转动法进行不平衡重称重试验。首先通过理论分析称重过程中球铰受力,推导球铰处于静、动摩擦状态之间的极限状态时最大静摩阻力矩、不平衡力矩、重心偏心量及静摩擦系数公式;然后分析顶升力与位移试验结果,确定极限状态时的顶升力并代入公式,推算转动相关参数值。该桥横向、纵向重心偏心量分别设置为0 m、0.050 m;根据不平衡力矩,设置纵横向配重;试转时38号、39号墩转动体启动牵引力实测值分别为674 kN、531 kN,与计算值较接近,满足平转牵引要求。