A dynamic wheel–rail impact analysis of railway track under wheel flat by finite element analysis

Wheel–rail interaction is one of the most important research topics in railway engineering. It involves track impact response, track vibration and track safety. Track structure failures caused by wheel–rail impact forces can lead to significant economic loss for track owners through damage to rails and to the sleepers beneath. Wheel–rail impact forces occur because of imperfections in the wheels or rails such as wheel flats, irregular wheel profiles, rail corrugations and differences in the heights of rails connected at a welded joint. A wheel flat can cause a large dynamic impact force as well as a forced vibration with a high frequency, which can cause damage to the track structure. In the present work, a three-dimensional finite element (FE) model for the impact analysis induced by the wheel flat is developed by the use of the FE analysis (FEA) software package ANSYS and validated by another validated simulation. The effect of wheel flats on impact forces is thoroughly investigated. It is found that the presence of a wheel flat will significantly increase the dynamic impact force on both rail and sleeper. The impact force will monotonically increase with the size of wheel flats. The relationships between the impact force and the wheel flat size are explored from this FEA and they are important for track engineers to improve their understanding of the design and maintenance of the track system.     

沱江130 m主跨连续刚构桥设计

连续刚构桥采用墩梁固结体系,无需设置大吨位支座,避免了运营期间支座的维护和更换,大大降低了桥梁后期的管养成本,具有广阔的应用前景。四川怀德沱江大桥采用主跨130 m变高度预应力混凝土连续刚构桥,介绍了该大跨刚构桥的设计参数、施工方案、计算方法等,检算结果表明该桥设计合理、各项指标满足规范要求,可为以后同类型桥梁设计提供参考。     

横风下高速列车非定常空气动力特性研究

通过大涡模拟(LES)数值计算方法,对均匀定常横风下高速列车的非定常空气动力特性进行了研究。计算得到横风下列车车体所受空气动力的时域及频域特性、列车周围非定常流动结构及相应非定常流场特性。对计算结果分析表明,即使在均匀定常横风下,列车所受空气动力也存在明显的非定常性。对于所研究车型,这种非定常空气动力的特征频率出现在11 Hz以下,并且主要峰值集中在0~3 Hz区间,这与列车系统本身的固有振动模态频率接近,存在横风引起列车系统共振,进而发生列车倾覆的可能;同时研究表明,横风下列车周围流场非定常特性与列车所受非定常空气动力特性在频域中存在对应关系,可以通过测量非定常流场确定列车非定常空气动力特性。     

3t蒸空自由锻锤电液技术改造

本文简述了蒸空锻锤电液技术改造的原理方法,比较了3 t蒸空锻锤电液技术改造的实际节能效果,阐述了电液锻锤打击能量的测试情况。     

消减波浪荷载的桥梁沉箱基础外形设计研究

基于波浪场中动水压强的空间分布特征,提出了消减跨海桥梁沉箱基础波浪荷载的方法:一是优化基础横截面外形,调节基础横截面外轮廓不同位置波浪压力的相位差,减小基础所受到波浪力和力矩;二是优化基础竖截面外形,减小水面附近波浪能量集中区域的截面尺寸,增大靠近海床面区域的截面尺寸,将基础下部的迎浪面设置为外伸斜面,利用斜面上波浪压力竖向分力产生的力矩抵消部分水平分力产生的力矩,从而消减桥梁基础上的总波浪力矩。对于大尺度矩形和圆端矩形截面的桥梁深水沉箱基础,基于势流绕射理论和边界积分方法进行分析,结果表明,相比于矩形截面,采用圆端矩形截面可有效减小基础的波浪力和力矩;相比于上下等截面的基础,采用下部迎浪面设置外伸斜面的基础可以大幅减小基础的波浪力矩。研究成果可为跨海桥梁深水基础设计提供参考。     

高墩稳定性计算

从能量原理的瑞利-里兹法出发,提出了考虑墩身自重,并能运用于变截面墩的临界力计算方法。主要研究了一端固支一端自由和一端固支一端铰结2种边界条件情况,提出了失稳临界力的计算公式,供设计人员参考。     

上埋式钢筋混凝土圆管涵内力计算分析

通过对开挖式和上埋式圆管涵的不同受力特点进行分析，认为可以根据涵管与其周边土体的位移协调计算上埋式钢筋混凝土圆管涵的内力，但计算中应对管周土压力大小进行修正。结合现有规范、试验和现场调查结果的比较分析，表明所提出的内力计算方法是合理的。     

矮塔斜拉桥箱形主梁空间应力分布研究

以一座33．0m宽的单索面矮塔斜拉桥为背景，索力为对象，研究了宽箱梁的空间应力分布，总结了其分布特征及影响其分布的因素。对基于平面杆系的设计理论，以此指导截面配筋，可使宽桥的截面应力更均匀。     

连续刚构桥底板崩裂事故的评析

针对某连续刚构桥在施工过程中发生的底板崩裂事故,通过全面的计算,分析事故原因,确认在张拉跨中合龙束时底板崩裂是由合龙束产生的径向下崩力所致;并对该桥型类似问题进行剖析,给相关设计提供参考和建议。     

武汉天兴洲公铁两用长江大桥1号墩防撞设计与分析

介绍天兴洲大桥的工程特点和设置防撞装置的必要性,提出适合该桥梁防撞要求的等截面桥墩防撞设施,并采用有限元方法对船与该防撞装置的碰撞过程进行了模拟,得出了桥梁设计所关心的技术指标,满足了设计要求。