- 刘铮;吴小萍;牟瀚林;
基于GIS(Geographic Information System)和DSS(Decision Support System)技术,建立人机交互子系统、模型库子系统、知识库子系统和数据库子系统有机结合的铁路绿色选线决策支持系统。系统在图层叠置中引入权重,对各影响因子进行综合评价;系统在分析线路对环境的影响时,以缓冲区体现线路环境影响范围,以环境敏感等级体现各区域的环境特性,以因子预测值体现因子对拟建线路经过区域的影响,并从线路自身和沿线区域2个方面综合体现环境影响状况。将线路方案的综合环境影响面积作为衡量选线方案对环境影响程度的指标,并纳入到方案比选体系中,有助于更加科学、合理地决策线路方案。
2009年02期 v.30;No.104 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 521K] - 马学宁;梁波;高峰;
根据列车运行的实际情况,将轨道—路基作为参振子结构纳入车辆计算模型,建立车辆、钢轨、轨枕、道床、路基和地基为一体的二系垂向耦合动力分析模型,分析列车速度变化对车辆运行品质、动位移以及路基动应力的影响。结果表明:车体加速度、动轮载和轮重减载率均随车速的提高而增大,呈线性分布;具有二系悬挂的高速列车通过有砟轨道路基结构时,列车的安全性及舒适度均能满足要求;系统动位移受速度影响较小;路基面动应力随速度的提高而增大,并在横向呈马鞍形分布,在纵向呈抛物线形分布;路基动应力沿路基深度方向衰减较快,在基床表面下3 m处,动应力只有基面的16%左右。研究结果与已有部分研究结论吻合较好,表明模型具有较高的可靠性。
2009年02期 v.30;No.104 7-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 535K] - 梁志明;王卫东;
车辆—轨道系统具有非线性和随机性的特点,评价车辆—轨道系统的脱轨安全性时,必须同时考虑车辆和轨道二者的动力特性。根据功能转化和能量守恒定理,将车辆—轨道系统的响应过程视为轮轨力做功与能量的转化过程,对轨道不平顺波长—脱轨系数关系曲线归一化处理,建立权函数,用以表征车辆动力学特性,再用轨道不平顺的功率谱密度表征轨道的能量输入特性,给出评价车辆—轨道系统脱轨安全性的能量系数算法。分析结果表明:能量系数算法克服了脱轨系数基于准静态评价的不足,解决了传统轨道管理体系安全评价方法缺乏对轨道复合不平顺的评估问题。
2009年02期 v.30;No.104 14-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 234K] - 李红艳;陈治亚;邢诚;陈东生;柴东明;
为提高计算精度和速度,研究利用坐标法和最小二乘法进行铁路既有线曲线复测的计算。首先利用坐标法计算各测点的坐标,再计算正矢,然后根据正矢的变化规律选定圆曲线上的测点,用最小二乘法拟合出既有线圆曲线的半径和圆心坐标,并以拨正量最小为优化目标,优化圆曲线半径及圆心,进而计算出缓和曲线的长度、各测点的拨正量、特征点的里程和坐标等。实例计算表明:在铁路既有线曲线复测计算中,坐标法和最小二乘法结合使用,不仅克服了基于渐伸线原理的传统近似计算方法存在的误差问题,提高了计算精度,拨正量小,而且能够实现一次性利用圆曲线上所有测点的坐标拟合出圆曲线的半径和圆心坐标。
2009年02期 v.30;No.104 18-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 241K] - 杨剑;方志;
对超高性能混凝土(UHPC)的单轴受压应力—应变全曲线和UHPC梁的受力性能进行试验研究及理论分析。试验结果表明:UHPC具有良好的受压变形性能,其应力峰值点应变达0.003 5,极限应变可达0.0045;UHPC梁具有良好的受拉变形能力及裂缝分布,其极限变形达梁跨径的1/30.1~1/71.8,梁体的混凝土应变基本符合平截面假定。基于UHPC的初裂抗拉强度得到的UHPC梁截面塑性影响系数为1.53,并据此建立UHPC受弯构件的开裂弯矩计算公式和极限承载能力计算公式,预测UHPC梁的破坏模式、开裂弯矩以及极限弯矩。计算结果具有较高的精度。
2009年02期 v.30;No.104 23-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 708K] - 詹昊;方秦汉;李万平;
对流体力学计算软件FLUENT6.3进行二次开发,建立二维平面模型,将Newmark方法的代码嵌入用户自定义函数UDF,运用FLUENT动网格技术对南京大胜关长江大桥吊杆进行涡激振动仿真计算,研究切角长方形、圆角长方形2种截面吊杆的气动力性能。分析表明:截面几何形状的微小变化会引起结构气动力性能发生很大变化;吊杆截面从长方形变到切角长方形再变到圆角长方形,吊杆的涡脱落规模逐渐减小,升力逐渐减小;随着阻尼比的增加,结构涡激振动的最大振幅及锁定风速区间均减少;切角长方形截面吊杆仿真计算结果与风洞试验结果吻合较好;圆角长方形截面吊杆最大振幅及锁定风速区间明显小于切角长方形截面吊杆。
2009年02期 v.30;No.104 31-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 551K] - 闫志刚;安明喆;钟铁毅;余自若;
根据活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,RPC)具有超高强度的特点,确定RPC梁非线性破坏模式,即受压区RPC不屈服,其应力呈线性分布;受拉区计入RPC的拉应力,并考虑其非线性阶段的贡献。在此基础上,运用自行编制的遗传算法程序调用ANSYS建立的结构分析模型,对高跨比为1/10,1/12,1/14和1/16,跨度为16,20,24和32m的铁路RPC T形梁进行优化计算。优化计算结果表明,RPC T形梁的经济高跨比为1/14;对优化结果产生主要影响的约束条件是刚度和RPC的拉应变,构造要求也会对优化计算的结果产生一定的影响。
2009年02期 v.30;No.104 38-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 452K] - 钟铁毅;杨风利;夏禾;
依据能量平衡原理,建立隔震桥梁系统能量反应方程,将桥墩与铅芯橡胶支座串联,构建隔震桥梁能量反应的双线性分析模型。结合现行《铁路工程抗震规范》,合理选取40条强震记录作为地震输入,对不同周期的隔震桥梁系统进行非线性地震能量反应时程分析。结合铅芯橡胶支座本身的动力特性,给出具有统计意义的适用于I类场地的桥梁隔震设计地震输入总能量谱。提出以地震输入隔震桥梁系统的能量达到铅芯橡胶支座的极限耗能作为破坏准则、由地震输入总能量谱得到地震输入能量、隔震度作为隔震目标、隔震支座位移延性比作为限制条件的减隔震桥梁设计方法。
2009年02期 v.30;No.104 43-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 398K] - 李星新;汪正兴;任伟新;
考虑钢筋疲劳强度随时间变化,提出疲劳强度时变模型。在此基础上对钢筋混凝土桥梁进行疲劳可靠度分析。基于混凝土碳化模型和钢筋锈蚀深度公式推导钢筋截面面积随时间变化公式。根据试验数据,提出S—N曲线中疲劳强度系数下降的疲劳强度时变模型。基于钢筋截面面积和疲劳强度时变,运用极限损伤度法和改进的一次二阶矩法,求解失效概率与疲劳可靠指标,然后根据选定的目标可靠指标获得桥梁的剩余寿命。算例表明:考虑和不考虑钢筋截面面积随时间的变化,对钢筋混凝土桥梁疲劳时变可靠度计算的影响较大;在桥梁的钢筋锈蚀到一定程度后,考虑和不考虑钢筋疲劳强度随时间的变化,对钢筋混凝土桥梁疲劳时变可靠度计算有明显的影响。
2009年02期 v.30;No.104 49-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 187K] - 郭衍敬;黄明琦;陈铁林;张顶立;
针对厦门翔安海底隧道采用交叉中隔壁法(CRD)和双侧壁法穿越砂层的适应性,运用摩尔-库仑准则和FLAC3D软件进行弹塑性数值计算,分析采用CRD法和双侧壁法2种工法时的塑性区发展及分布情况,并将计算结果与实测结果进行比对。结果表明,采用这2种工法时引起的隧道变形相差不是很大,都能较好地控制地层的变形;采用CRD法时产生的塑性区较双侧壁法大,且向隧道侧上方发展较为明显;采用双侧壁法时产生的塑性区在隧道侧向发展较为明显,超前影响的距离也大于CRD法;采用CRD法时的塑性区在超前3~6m的范围内发展速度较快;采用双侧壁法时的塑性区在超前0~3 m的范围内发展速度较快;对于隧道穿越砂层而言,2种工法各有优势。采用CRD法时,应注重隧道的快速封闭,以减小塑性区的发展;采用双侧壁法时,应注重增加隧道水平支撑刚度,减小隧道水平变形。
2009年02期 v.30;No.104 54-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 742K] - 黄娟;彭立敏;李晓英;施成华;
阐述铁路隧道振动产生原因和传播特点。从理论分析模型、隧道结构振动响应、隧道地基土振动响应、环境振动响应及减振措施等方面,综述铁路隧道振动问题研究的进展。认为目前研究中存在的主要问题是:计算模型不完善;缺乏对隧道结构长期动力特性的研究、对高速铁路隧道动力响应的试验研究;减振措施缺乏针对性。指出今后的研究工作重点应是:将材料损伤本构关系引入到隧道振动响应数值模型中,建立以轨道、隧道和围岩为一体的、考虑结构损伤在内的完整数值模型,并在此基础上分析研究隧道结构长期动力特性;针对高速铁路隧道开展现场测试、动力模型试验;采用数据分析与模拟试验相结合的方法,研究各工况的环境振动响应,提出针对不同地层和结构埋深的最优减振措施。
2009年02期 v.30;No.104 60-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 373K] - 张耀;赖远明;张学富;
根据冻土学基本理论推导寒区隧道围岩的季节冻结深度和季节融化深度计算公式。根据传热学的热流连续定律,分别计算隧道围岩的热流量及含隔热层和衬砌隧道围岩的热流量;采用当量换算法推导出寒区隧道隔热层厚度及导热系数的计算公式。以青藏铁路风火山隧道为例,采用推导的隔热层厚度及导热系数公式进行计算。结果表明:隧道DK1 159+046断面在2004年需要的隔热层厚度为4.1 cm,导热系数为0.03 W.(m.℃)-1;考虑未来50年升温2.6℃,全隧道铺设厚度为5 cm、导热系数为0.03 W.(m.℃)-1的隔热层,在前20年基本保证围岩不融化,在之后的30年围岩可能会融化。隧道实际的隔热层厚度为5 cm,导热系数为0.03 W.(m.℃)-1,2004年实测地温资料表明隧道围岩没有融化。此计算公式在寒区隧道设计的初始阶段,可用于指导隧道隔热层厚度和导热系数的参数设计。
2009年02期 v.30;No.104 66-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 272K] - 姚锦宝;夏禾;陈建国;魏鹏勃;
建立列车—轨道—路基—周围地层—建筑物系统空间动力分析模型。地基土与建筑物基础间分协调接触变形和弹性接触变形2种情况处理。利用"m"法计算弹性接触变形系数,进行2种接触情况下运行列车对附近建筑物的振动影响动力分析。结果表明:在运行列车作用下,考虑土—建筑物之间弹性相互作用时建筑物楼层的动力响应峰值比不考虑时低5~10 dB;轴重大的列车引起的建筑物振动响应较大;建筑物各楼层的峰值振动强度在总体上随楼层单调递增;峰值振动强度在车速较低时随车速提高而增大,但车速超过某一临界值时,趋势发生改变。
2009年02期 v.30;No.104 71-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 756K] - 黄建玲;杨广武;徐会杰;杨丽明;
依据地铁结构与邻近建筑物间的空间距离、地铁隧道暗挖施工引起地表沉降和邻近建筑物倾斜的程度,将受单个地铁隧道施工影响的邻近建筑物的邻近程度划分为很邻近(极邻近)、邻近、较邻近和不邻近4个邻近等级,并给出划分标准以及邻近地铁建筑物沉降及倾斜的计算方法。基于建筑物破坏等级和建筑物重要性将邻近建筑物安全风险等级划分为3级,并给出建筑物的破坏等级、重要性和安全风险等级之间的对应关系。提出采用一般调查、初步评估、二次评估和三维有限元评价4种方法对不同等级邻近建筑物的安全风险进行评估。典型工程实例应用证明提出的方法简便、可行。
2009年02期 v.30;No.104 77-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 208K] - 姚远;张红军;罗赟;李秋泽;
采用多刚体动力学软件SIMPACK建立包含传动系统的单节CRH5高速动车模型,对在万向轴波动附加力矩作用下引起的传动系统扭转振动进行分析,并给出万向轴扭转刚度合理的选用范围。研究结果表明:由于万向轴传动不等速性而产生波动附加力矩,导致传动系统产生强迫振动;附加力矩的波动频率与动车运行速度有关,强迫振动的频率为万向轴输入轴旋转频率的2倍,附加力矩幅值与输入轴角速度的平方成正比;万向轴扭转刚度的选用应以传动系统固有频率避开正常运行时万向轴强迫振动频率为原则。建议选用的万向轴扭转刚度小于560 kN.m.rad-1。
2009年02期 v.30;No.104 82-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 400K] - 常崇义;王成国;
基于Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE)有限元方法建立稳态轮轨滚动接触的三维有限元模型。该模型用接触面上相对滑移速度定义轮轨滚动接触的黏着和蠕滑条件,并在虚功率方程中通过Lagrange乘子法引入接触界面上无切向滑移约束,更好地计算分析接触斑的黏着特性。该模型不但可以考虑材料、几何和接触非线性问题,还可以考虑车轮滚动速度、轮轨的实际几何形态以及惯性力的影响,并能分析接触斑的接触应力和相对滑移速度的分布情况。用该模型对单轮对在轨道上稳态滚动时的接触状态分析表明:基于该模型计算得到的轮轨滚动接触的接触斑形态和Hertz理论的椭圆假设有较大差别;通过相对滑移速度来描述接触斑滑动和黏着状态,更有利于描述轮轨的相互作用;明显观察到接触斑里的摩擦力分布和相对滑移速度的自旋效应;接触斑里摩擦力的旋转分布对轮轨系统的振动、轮轨的黏着和磨损的产生有较大影响。
2009年02期 v.30;No.104 87-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 824K] - 赵长波;陈雷;张伟;
货车因轴承异常过热被拦停后,轴承在空气中自然散热而温度下降,容易造成司机对轴承故障状态复检时的错判,乃至影响行车安全。为此提出以还原轴承温度的方法描述拦停报警时轴承的实际温度。对自然对流情况的货车轴承温降过程进行理论和实验研究,根据对流传热理论,推导无风时轴承在空气中自然散热情况轴承温度随环境温度和时间变化的计算公式;然后采取静态实验方式模拟自然对流环境进行轴承温降实验,测定轴承在不同环境温度下的温降数据;理论计算值与实验值的对比分析结果表明,两者吻合程度较高。利用MATLAB工具对轴承温降实验获取的数据进行多项式拟合,给出还原轴承温度的拟合公式,将实验数据与拟合公式计算值进行对比分析,结果表明两者也具有很高的吻合程度。
2009年02期 v.30;No.104 94-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 251K] - 田合强;高福来;邬平波;
针对国内尚未制订高速列车车轴强度设计规范的现状,以中国某高速动车组动车车轴强度计算为例,分别采用日本和欧洲的高速列车车轴强度设计规范中的计算方法以及有限元仿真计算方法,对动车车轴的强度进行计算和对比分析。结果表明:3种计算方法计算得到的车轴强度安全系数均大于1,表明车轴强度符合安全要求;欧洲高速列车车轴强度设计规范考虑的载荷较为全面,与有限元仿真计算方法相比,计算结果偏于安全;但对于轮座部位,采用日本的车轴强度计算方法计算出的安全系数偏大,更为保守。
2009年02期 v.30;No.104 99-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 252K] - 马小兵;赵宇;王华胜;
针对铁道机车车辆现场可靠性数据多为不完全数据的情况,在Fiducial统计理论的基础上,采用Monte Carlo模拟方法建立工程中推断正态分布与威布尔分布母体百分位值与百分率置信限的统计方法。利用约束统计抽样技术,研究基于工程经验限定寿命与可靠性分布参数取值范围的小样本统计推断方法。将传统的确定最大安全寿命的相关系数优化法推广应用到不完全数据信息的情形中,综合利用产品历史共性信息和不完全数据信息进行高精度可靠性评估与寿命预测。与传统频率统计方法或非参数方法相比,用该方法统计推断的结果在大样本与小样本情况下均具有频率意义下的置信限,克服了传统方法在小样本情况下推断精度不高的缺点。
2009年02期 v.30;No.104 103-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 140K] - 阎帆;肖宝弟;王建英;
采用面向服务的架构(SOA)构建调度命令管理系统。按照系统功能需求设计的SOA平台包括企业服务总线(ESB)、业务流程管理(BPM)、服务目录(SR)、公共信息模型库(CIM)和平台管理(PM)5个功能模块。其中ESB功能模块包括服务接入框架、访问控制、消息转换、服务路由和服务适配器5个子功能模块,每个子功能模块各有1个管理接口。BPM功能模块负责流程运行支持、流程管理和流程监控。应用系统前端通过ESB实现应用服务和业务流程服务调用。应用服务通过ESB进行部署,系统前端基于Page Flow和Ajax技术。对开发的系统进行功能验证和业务流程编排测试,结果表明系统可以有效地跨系统传递调度命令,完全满足调度命令系统的功能需求,容易实现变更收令地点、增加二级审批。
2009年02期 v.30;No.104 108-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 477K] - 苏顺虎;陈治亚;何世伟;王保华;
引入服务水平等级概念,以OD流量最大和运输费用最小为目标,构建铁路货物运输网络能力计算多目标规划模型。采用按服务水平等级由高至低顺序进行车流量调整的策略,设计基于K短路和最小费用流问题的启发式算法;并针对最小费用流问题,分别给出基于Lingo软件和遗传算法的2种求解方法。在遗传算法中,对染色体采用二进制编码和运用Double-Sweep算法计算各支车流在给定服务水平等级下的可选径路,利用交叉、变异操作遍历可能的车流路径集合,使用启发式车流调整策略,实现线路及车站能力限制条件下不同路径集合的车流分配。算例测试表明,基于Lingo软件的算法适合于求解小规模问题,而基于K短路的遗传算法更适用于求解大规模问题,且具有较高的稳定性和适应性。
2009年02期 v.30;No.104 113-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 204K] - 施红生;赵亚林;邱永祥;杨玉森;
选择到拉萨的2列试验车和2列运营车,进行车内空气环境和人体影响试验研究。结果表明:格拉段车内氧气分压为12.78~13.70 kPa,同一列车各席别间氧气含量没有显著性差异,海拔高差使车内氧气平均下降0.133 kPa/100 m,车内满员使车内氧气分压比车外平均下降0.400 kPa;二氧化碳蓄积主要取决于旅客列车的满员程度;季节变化会引起人体生理适应性差异;随着海拔的升高车内人员高原反应症状发生率增加,当车内氧气含量达到相当于海拔3000~3500 m的空气中的氧气含量时,可使旅客高原反应得到有效控制。根据试验研究结果确定高原富氧技术条件:提出高原旅客车最小供氧量计算公式;确定在海拔高度4000~5000 m时高原旅客列车富氧控制标准、二氧化碳浓度建议标准;提出车内温度不得低于冬季18℃、夏季24℃;加强个体供氧管的使用、重点区段的供氧和巡诊。以此富氧技术条件可以满足现行用氧安全标准、车内空气洁净度和旅客高原反应控制的技术要求。
2009年02期 v.30;No.104 119-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 315K] - 余泽西;蒋秋华;
根据我国铁路大型养路机械使用与管理实际,研究设计铁路大型养路机械管理信息系统的总体结构和功能,应用模型—视图—控制器(MVC)架构模式建立系统架构。MVC模式的实现采用了Hibernate中间件、Spring控制器和Ajax界面开发技术,并应用过滤器技术、拦截器技术和通用数据库访问技术对该框架进行优化,简化系统架构。根据施工天窗、施工任务的重要性及数量、大型养路机械工作能力及数量,以大型养路机械完成作业量最大为目标,建立大型养路机械施工计划编制数学模型;并通过算法复杂度分析,提出模型的求解算法以及根据GPS数据定位大型养路机械所处位置线路里程的计算方法。以上海工务机械段的数据为例验证了施工计划编制模型和算法的正确性。
2009年02期 v.30;No.104 127-130+136页 [查看摘要][在线阅读][下载 288K] - 赵泽斌;陈颖;安实;
将道路拥挤定价收入再分配与公共交通问题相结合,分析城市客运交通系统中交通出行者的出行路径、出行方式选择行为,构建基于公交服务水平提高的道路拥挤定价收入再分配双层规划模型。上层规划为交通系统优化,下层规划为道路拥挤定价收入再分配下路网弹性需求随机用户平衡。算例分析结果表明,将道路拥挤定价收入用于提高公交服务水平,相对于只实施拥挤定价而不进行收入再分配而言,私人小汽车、出租车、公车需求分别减少47350,47251,7094人次,公交车需求增加101695人次。综合考虑车辆的换算系数、客运方式人均占用道路面积和载客率,削减交通量10.70%,提高了交通运输效率。
2009年02期 v.30;No.104 131-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 275K] 下载本期数据