高铁岔区无砟道床板裂纹防控技术研究

高铁运营因行车速度快且密度较大,目前情况下仅能用短暂的天窗点进行检修维护,故要求道岔尽量有较长的使用寿命和较少的维护工作量。然而道床混凝土裂纹控制一直是制约岔区道床板耐久性的难题,有效防止和控制混凝土裂纹是解决质量问题的有效途径。结合京沈客专沈阳西站岔区的施工实况和工后效果,经同条件实地试验对比分析,总结出混凝土"三低一高"配合比最优方案和配套施工工艺,并通过现场施工进行验证,可有效解决道床板混凝土的裂纹问题,为类似工况下施工提供了经验与技术借鉴。     

锦州港码头施工工艺优化

传统沉箱重力式码头施工中，护舷位置在胸墙上，安装方便，施工简单；后轨道梁座于沉箱上，前后轨道梁不存在沉降差异；轨道连接以闪光对焊为主，施工效率低、质量受焊工的焊接水平影响较大；面层裂缝是码头施工中的常见质量通病，直接影响码头表观质量。以锦州港第二港池集装箱码头二期工程为例，对低高程重力式码头护舷口、沉箱背后回填棱体（后轨道梁基础）夯实、钢轨连接及胸墙面层防裂施工工艺进行了优化调整，取得良好的效果。     

地铁隧道二次衬砌钢筋网防裂性能研究

为了定量分析防裂钢筋网提高隧道衬砌结构抗裂性能的机理和幅度,以地铁双线隧道二次衬砌结构为研究对象,采用荷载结构法和杆系有限元数值模拟方案,定量分析二次衬砌结构不设置与设置钢筋网这2种情况下的开裂临界荷载。其中素混凝土结构以达到极限拉应变为临界状态,衬砌结构增设钢筋网后以达到GB 50157-2013《地铁设计规范》允许的最大裂缝宽度0.2mm为临界状态。分析结果表明,配置防裂钢筋网后,Ⅲ级和Ⅳ级围岩衬砌结构抗裂性能可分别提高22.4%和19.3%,Ⅴ级围岩衬砌结构抗裂性能提高15.2%;Ⅲ级和Ⅳ级围岩二次衬砌结构的破坏形式由脆性破坏变为延性破坏,从而提高了其安全性能。     

普速铁路钢轨滚动接触疲劳裂纹萌生研究和检验

以普速铁路京九线不同曲线半径为研究对象,建立车辆-轨道动力学模型、磨耗和裂纹萌生预测模型;计算60N廓形在不同曲线半径条件下的轮轨接触状态,预测了不同曲线条件下磨耗发展率、裂纹萌生位置与寿命,并与京九线现场观测结果进行对比验证.研究结果表明:随着疲劳损伤的累积,不同曲线半径下钢轨的阶段磨耗发展率呈下降的趋势,其中曲线半径小(600 m)的磨耗发展率降低最快,随着曲线半径的增大,平均磨耗发展率降低趋势减缓;不同曲线半径下钢轨裂纹萌生位置均在钢轨表面以下1~3 mm处,横向位置在距离轨顶中心15~20 mm范围内,曲线半径600 m外轨裂纹萌生寿命大约为2.64×10^5次,内轨裂纹萌生寿命约为4.86×10^5次,与现场观测较为符合.     

港口系统设备钢轨连接技术

港口系统设备一般外型尺寸和质量较大，多采用截面积较大的起重机钢轨作为行走轨道。根据港口系统设备使用特点和工程施工现场条件，结合码头和堆场结构，借鉴轻轨和重轨的无缝连接技术，对各种焊接工艺进行比较，分析钢轨的材料组成和焊接过程内部组织变化，推荐一种保证设备使用安全和操作人员舒适度、连接质量稳定、便于维护、操作简便、满足港口系统设备钢轨安装现场要求的连接方法和工艺,有助于实现工期目标，可推广应用于矿山、港口、电厂、码头及堆场等大质量机车或起重设备的钢轨连接。     

滑差对贝氏体钢轨材料磨损行为的影响

通过对磨试验研究接触应力相同时贝氏体钢轨的磨损率、表面粗糙度、硬度,并结合扫描电镜观测到的磨损表面和剖面的形貌特征,分析不同滑差条件下贝氏体钢轨的磨损行为特征和变化规律.结果表明:接触应力为500 MPa条件下,贝氏体钢轨磨损率随滑差的增大而显著增大,滑差由2%增大到10%时磨损率增大了8倍;小滑差条件下的贝氏体钢轨表面较光滑,有少量疲劳裂纹,以滚动接触疲劳磨损为主;大滑差条件下表面粗糙,有疲劳裂纹、剥落坑和表面划擦痕迹,更接近滑动磨损;增大滑差可导致磨损表面加工硬化率偏大;增大滑差对贝氏体钢轨表面的滚动接触疲劳裂纹在深度方向的扩展几乎无影响,且对塑性变形层厚度影响不明显;大滑差可引发亚表面次表层裂纹.     

预防非工作边表面裂纹的直尖轨倒圆弧半径取值研究

针对高速道岔直尖轨非工作边表面出现纵向裂纹的问题,通过建立车辆道岔多体动力学模型和三维弹塑性轮轨接触有限元模型,分析倒圆弧半径对直尖轨等效应力及其作用位置的影响。结果表明:尖轨顶宽30mm到顶宽40mm断面间易发生非工作边表面裂纹,其中顶宽35mm断面的受力状态最为不利;倒圆弧半径取值越大,对尖轨降低值的影响越大,为降低对车辆轨道动力性能的影响,在相同条件下,应尽可能选择较小半径的倒圆弧;直尖轨倒圆弧能够有效降低内部的等效应力,并能增大应力作用位置到非工作边的距离;综合考虑直尖轨降低值和受力状态,倒圆弧半径取3mm时优于其他半径取值。     

2205双相不锈钢SAW焊接热裂纹消除

在2205双相不锈钢设备埋弧焊(Submerged Arc Welding, SAW)焊接过程中,焊缝中心位置产生纵向开裂,经分析裂纹为因焊缝宽深比过大而形成的热裂纹。使用新焊接工艺焊接试板和工件,并经相关检测发现,通过改善焊接工艺参数改变焊缝表面轮廓,有助于消除焊缝中心纵向热裂纹。     

基于轨道极限状态法的过渡板受力分析和配筋设计研究

京张高铁官厅水库特大桥为简支拱型大跨度钢桁梁桥,为防止梁端转角或错台量过大,降低梁端扣件系统受力,梁缝处设计采用了过渡板结构。为保证过渡板设计合理性和安全性,建立过渡板有限元实体模型进行受力分析,并首次运用轨道极限状态法对过渡板结构进行配筋设计。分析表明:(1)温度梯度作用对过渡板(420 mm厚)受力影响较大,在设计荷载中占据主导因素,在正温度梯度下,过渡板底部弯矩达到124.155 kN·m/m;(2)过渡板底部纵向弯矩在荷载基本组合作用下达到最大值,且实配配筋率最大,配筋时应注意以裂缝宽度为控制指标进行设计。     

起重机结构寿命的模拟估算

根据已有的试验和研究成果，总结推荐了桥门式起重机焊接箱形梁的疲劳参数取值。以等幅载荷疲劳裂纹稳定扩展阶段的计算公式为基础，针对起重机承受随机载荷的特点，运用时间循环法，估算了桥门式起重机焊接箱形梁的疲劳裂纹扩展寿命。