- 刘钰;赵国堂;
在不同气候条件下现场观测CA砂浆灌注施工时的轨道板温度,得到实测的轨道板温度梯度。建立轨道结构力学计算模型,计算轨道板在实测温度梯度作用下的温度翘曲变形及应力。研究表明:气温和太阳辐射是影响轨道板温度梯度的主要因素;板面温度对温度梯度起控制作用;CA砂浆水化热对温度梯度有一定影响;在1d中,轨道板正、负温度梯度的交替变化引起温度翘曲压、拉应力的交替变化,是产生轨道结构层间早期离缝的最主要原因。因此,在早期温度场控制中,可采用有效的隔热或保温措施控制轨道板板面温度,避免出现较大的轨道板温度梯度,导致产生较大的温度翘曲应力,并根据CA砂浆强度增长规律,尽量延长扣压装置和精调千斤顶的拆除时间,从而有效地减少轨道结构层间早期离缝。
2013年04期 v.34;No.131 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1387K] <正>《中国铁道科学》是著名科学家茅以升先生亲自创刊、中国铁道科学研究院主办的综合性学术刊物,面向国内外公开发行。《中国铁道科学》是中国首批期刊方阵"双效"期刊、中国精品科技期刊、中文核心期刊、中文科技核心期刊和RCCSE中国权威学术期刊,被美国《工程索引》(EI Compendex)、英国《科学文摘》(SA,INSPEC)、俄罗斯《文摘杂志》(AJ)、美国《剑桥科学文摘:工程技术》、日本科学技术振兴机构《中国文献数据库》(JSTChina)、荷兰《斯高帕斯数据库》(Scopus)、《中国科学引文数据库》、《中国核心期刊(遴选)数据库》、《中国学术期刊综合评价数据库、》、《CNKI中国期刊全文数据库》、《万方数据—数字化期刊群数据库》、《VIP中文科技期刊数据库》等国内外知名文献检索机构数据库收录。
2013年04期 v.34;No.131 7+13页 [查看摘要][在线阅读][下载 70K] - 赵才友;王平;
以成都—都江堰高速铁路工程为背景,通过现场测试试验,研究桥上无砟轨道铺设橡胶减振垫的减振效果。结果表明:铺设橡胶减振垫后,减振垫上钢轨和轨道板的振动略有放大,但影响甚微,而减振垫下底座板、桥梁及地面的振动显著降低,其中底座板的最大振动加速度降低了85%左右;时域内,在距线路中心线0,15和30m处地面的最大竖向加速度振级均降低了9.5dB左右;频域内,在0～6.3Hz频段内,橡胶减振垫的减振效果不明显;在8～20Hz频段内,由于与轨道—桥梁—大地系统本身的自振频率重合,反而放大了地面的振动;在25～100Hz频段内,减振作用明显,且距线路中心线越远,减振效果越显著,但距线路中心线不同距离处对应最大减振作用的频段和插入损失值不同,0m处最大减振作用出现在31.5Hz频段,插入损失值为7.8dB,15和30m处最大减振作用均出现在40Hz频段,插入损失值分别为13.6和16.4dB。可见,橡胶减振垫能够对25Hz以上频段的振动起减振作用。
2013年04期 v.34;No.131 8-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 671K] - 张敏;张楠;夏禾;
悬索桥虽跨越能力大但刚度较弱,在列车与风荷载的共同作用下易产生较大振动,影响桥上行车安全。为研究风荷载作用下列车通过铁路悬索桥时的车辆与桥梁动力响应及安全性,以轮轨密贴理论定义竖向轮轨作用力,以简化的Kalker蠕滑理论定义横向轮轨作用力,以静风力及抖振风力模拟作用在车辆和桥梁上的风荷载,建立简化的大跨度铁路悬索桥的风—车—桥耦合动力学模型,并给出基于系统间积分的风—车—桥迭代算法。运用该方法对强风条件下列车通过跨度(52+800+800+52)m悬索桥的行车安全性分析表明,系统间迭代算法具有较高的计算效率,仅经过几次迭代即可得到精度较高的计算结果;该大跨度悬索桥在桥面平均风速为25m.s-1时,桥梁跨中竖向动位移较无风状态变化不大,而桥梁跨中竖向加速度及桥跨、桥塔横向动位移和加速度响应则较无风状态有大幅度增加,可见,动风荷载对风—车—桥系统的振动起到控制作用。
2013年04期 v.34;No.131 14-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1475K] - 陶晓燕;
设计3个正交异性钢桥面板的节段模型,进行系统的静载试验和疲劳试验,研究不同构造对正交异性钢桥面板受力和疲劳性能的影响。结果表明:面板的厚度对U肋与面板连接焊缝构造的应力影响显著,建议正交异性钢桥面板的面板厚度取为14mm以上;横隔板的间距对横隔板与U肋焊缝交叉处的面外应力、横隔板的面外变形、中间U肋的竖向变形有直接的影响;弧形开孔处的应力随横隔板的厚度增加而降低;正交异性钢桥面板上由次应力引起的裂纹的扩展比较缓慢,不会直接影响整个桥面结构的承载能力;横隔板与U肋相交处上部留有过焊孔这一构造细节对正交异性钢桥面板的疲劳性能不利。
2013年04期 v.34;No.131 22-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1045K] - 安明喆;苏阳;王月;韩松;余自若;
运用室内试验方法,研究玄武岩、石灰岩碎石和碎卵石粗骨料中石粉含量对C50高性能混凝土工作性、力学性能和耐久性的影响。结果表明:新拌混凝土的扩展度随石粉含量的增加而减小,其黏聚性和保水性得到改善,而其流动性在石粉含量为2%时达到最大,之后随石粉含量的增加而减小;3种粗骨料的C50混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度均随石粉含量的增加呈先增大后减小的规律,抗压强度在石粉含量为2%时达到最大,劈裂抗拉强度在石粉含量为4%时达到最大;粗骨料品种对C50混凝土受压弹性模量的影响较大,4%石粉含量C50混凝土受压弹性模量玄武岩混凝土>石灰岩混凝土>碎卵石混凝土;石粉含量在0～6%范围内,3种粗骨料的C50混凝土的电通量均在1 000C以下,混凝土的密实性较好;石粉含量为4%时,玄武岩混凝土的抗冻性最好,碎卵石混凝土的抗冻性最差。
2013年04期 v.34;No.131 27-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 613K] - 王建秀;邹宝平;陈学军;易觉;邝光霖;
以深圳地铁2号线盾构隧道下穿填海区滨海大道公路为背景,利用非线性有限元分析软件ABAQUS建立三维有限元模型,研究在隧道施工扰动下,地表的横向沉降和纵向沉降、地层的水平位移和分层沉降的变形规律。仿真计算结果表明:在隧道横断面方向上地表沉降近似呈正态分布,在纵断面方向上地表沉降槽宽度约为15.0m;距隧道开挖面越近,地层水平位移受车辆荷载和隧道开挖扰动越大;在车辆荷载作用区域,地表沉降和地层水平位移均大于非车辆荷载作用区域,地层的分层沉降和沉降槽宽度均随着地层埋深增加而减小,地层的上部沉降普遍大于下部;在非车辆荷载作用区域,隧道中心线上方的土体沉降随着地层埋深的增加而增加。
2013年04期 v.34;No.131 33-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 2697K] - 江华;张晋勋;苏艺;江玉生;杨志勇;
盾构机在卵石含量高、粒径大的砂卵石地层中掘进时,由于土体塑流性差,土体在土舱内无法及时排出,时常出现盾构推力、刀盘扭矩异常增大,推进速度极其缓慢等现象;由于土舱内土体颗粒间力的传递是点对点,使支护压力不能有效施加到开挖面上,极易出现地表沉降超限、塌方等事故。为此,以北京地铁9号线盾构隧道工程为背景,进行砂卵石地层土压平衡盾构隧道施工土体改良试验研究。试验结果表明:采用泡沫+膨润土作为土体改良剂对砂卵石地层土体进行改良是可行的;在土体改良过程中应根据出土量、土压力、盾构推力及刀盘扭矩等参数的控制情况,及时调整土体改良剂的注入时间、注入量等参数;在确保盾构出土量可控的前提下,采用满舱欠压掘进模式可以提高砂卵石地层盾构掘进的效率。
2013年04期 v.34;No.131 40-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1262K] - 舒志乐;刘新荣;刘保县;王道良;
从Maxwell旋度方程出发,通过引入复介电常数和复磁导率,推导导电介质UPML吸收边界在考虑和不考虑磁损耗情况下各区的电场和磁场分量的时域差分公式。通过选取各区不同的匹配参数,建立模型区与UPML吸收边界电场和磁场分量的统一离散差分公式。用MATLAB语言编制基于UPML吸收边界的图像可视化的探地雷达三维正演模拟程序。正演模拟衬砌内方形空洞三维地电模型,揭示方形空洞在不同显示剖面上的图谱特征。单剖面的响应特征类似"平锅盖形",z方向切片图定出空洞的形状;反射界面呈强负相反射异常,在立体剖视图中,空洞角点位置产生了2个交叉的双曲线绕射波。将该方法应用于现场隧道衬砌质量的检测,并开孔验证。结果表明:不密实区反射界面多且不规则,同相轴错断、零乱、不连续的较强反射能量团块状异常;在z方向切片图上能清楚反映隧道衬砌密实程度,并且判译直观、准确。
2013年04期 v.34;No.131 46-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1249K] - 俞翰斌;
为整治某开行大轴重列车既有线隧道基底下沉及翻浆冒泥病害,采用钻探与物探相结合的检测手段进行隧道病害区段检测。检测结果表明,隧道病害区段底板混凝土为素混凝土且较薄(25cm左右),基岩与混凝土间存在厚度约5cm的软弱夹层,病害区段基底含水量较大,导致底板混凝土破损严重。在掌握隧道基底现状的基础上,确定对其采用"井点降水+注浆"复合式整治措施。通过理论计算、降水效果的数值分析和施工可行性分析并兼顾工程造价确定的具体方案为:单侧降水,井点系统布置于重车线外侧,在100m病害区内按间距2m布设50根井点管;注浆在重车线轨枕头两侧实施,注浆管直径为60mm,长度2m,间距1m,注浆压力0.3MPa。"井点降水+注浆"整治措施实施后,该区段基底水位始终保持在基底下1.5m左右,再无基底下沉及翻浆冒泥病害发生,说明采用该方案是有效的。
2013年04期 v.34;No.131 54-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 2482K] - 肖乾;张海;王成国;王立乾;
以直径为860mm的LMA型踏面轮对和60kg.m-1钢轨为例,在考虑轮轨间热传导以及轮轨与环境间的热传导和热辐射基础上,采用非线性有限元分析软件ABAQUS提供的mixed Lagrangian-Eulerian方法建立轮轨接触的热机耦合有限元模型,并采用隐式和显式相结合的方法分析轮轨滚、滑动接触工况下的热机耦合问题。结果表明:轮轨滚动接触时,轮轨间的摩擦温升较小、不影响轮轨表面的材料性能,工程上可以忽略其温度对轮轨接触特性的影响;轮轨滑动接触时,轮轨间的摩擦温升足以改变轮轨表面的材料性能,进而影响摩擦系数,且不同摩擦系数对轮轨接触热机耦合特性影响也较大,因此采用与相对滑动速度、温度和载荷等因素相关的函数型摩擦系数可以准确分析轮轨滑动接触的热机耦合特性。
2013年04期 v.34;No.131 60-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 901K] - 王红;刘万选;商跃进;
以用于160km.h-1提速货车的国产化Y25型转向架焊接构架为研究对象,依据UIC 510-3标准设计运营载荷,采用通用有限元软件ANSYS分析得出在焊接构架的侧梁鱼腹形板与轴箱导框焊接处、心盘焊缝处以及侧梁单腹板与横梁焊接处的应力较大,为疲劳薄弱区域;对于应力幅值最大的侧梁单腹板与横梁焊接处的非闭合环向角焊缝,运用子模型技术以及热点应力法得出其安全系数为1.02,焊接构架的疲劳寿命为3.33×107次,而且其疲劳强度满足UIC 510-3标准的要求,这与运用Goodman疲劳极限图校核的结果一致。研究还表明,采用热点应力法进行寿命估算时有较好的精度。
2013年04期 v.34;No.131 66-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 854K] - 黄国;黄海明;王超;李玮洁;
通过非金属夹杂物检验和室温拉伸试验,在确保材料的冶金质量和力学性能符合标准要求的基础上,进行旋转弯曲疲劳试验和断口分析,对45#车轴钢的疲劳性能进行研究。结果表明:与光滑试件相比,带有深度为0.75mm缺口的试件,其疲劳极限应力降低44%,其S—N曲线左段部分的斜率更大;其缺口敏感系数为0.79;表面应力集中是导致光滑试件萌生疲劳裂纹的原因;在有缺口的试件断口截面上存在多个疲劳源区,裂纹萌生在缺口的前缘,而且主要是由于缺口处应力集中所致;较大尺寸的非金属夹杂物也是导致车轴钢可能产生疲劳裂纹的启裂源。
2013年04期 v.34;No.131 71-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 1985K] - 徐倩;王悦明;倪纯双;
通过1万t和2万t重载列车的运行试验,得到重载列车在不同的货车和机车编组方式、线路工况、机车牵引特性、操纵方式、制动以及车钩间隙等各种试验工况下的试验数据,并根据试验数据分析列车中不同位置货车的车钩力以及车体纵向加速度值的分布规律。分析结果表明:重载列车制动时的车钩力最大值均出现在制动开始缓解至缓解完毕的过程中;采用1+1编组方式的1万t重载列车在长大下坡道制动时的车钩力均大于平直道时;而采用1+1编组方式的2万t重载列车在长大下坡道制动时的车钩力均小于平直道时。货车在列车中所处的编组位置不同,其车体纵向冲动也不同;车钩间隙减少2/3,则车钩力可降低近1倍。主从控机车通讯及时可靠也是使不同位置的货车车钩受力分布均匀和减小列车中车体纵向冲动的重要措施。
2013年04期 v.34;No.131 77-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1342K] - 陈春俊;聂锡成;唐猛;
根据CRH2型动车组车体气密性要求和换气系统风机特性曲线,分别建立车体内外空气通过车体等效泄漏缝隙时的泄漏空气质量流量以及新风机和废排风机的空气质量流量与车内外空气压力的线性关系式。由车内空气质量守恒定律建立在车外空气压力作用下车内空气压力响应的传递函数模型。由于动车组运行中换气系统风机特性曲线的工作点可能偏离建模时的工作点,从而导致模型涉动,故采用实测数据对传递函数模型进行修正,并通过仿真验证传递函数模型的正确性。
2013年04期 v.34;No.131 84-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 562K] - 唐海川;朱金陵;王青元;冯晓云;
在给定列车站间运行时分的前提下,以能耗和时间成本最小为优化目标,以列车牵引力、制动力和速度为约束函数,建立基于列车受力特征函数的运动方程。运用动态规划法和二分法,通过回溯计算,建立回溯记录表和调整目标函数价值关系系数,设计列车离线最优节能操纵和正点运行在线调整的控制算法。算例分析以及与基于极大值原理的正点节能方案对比结果表明,给出的算法不仅可以获得与传统算法相似的离线最优节能操纵方案,而且可以对外界干扰做出动态响应,在线调整运行轨迹,在保证正点的前提下控制列车节能运行。
2013年04期 v.34;No.131 89-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 488K] - 魏玉光;张红亮;杨浩;
在一定行车条件下,计算不同道岔型号和列车牵引质量对应的列车起停车附加时分、单线铁路运行图周期和双线铁路列车追踪间隔时间,在此基础上计算得到相应条件下重载单、双线铁路车站的通过能力。根据不同道岔型号对车站通过能力影响的分析,对于重载单线铁路车站,在列车牵引质量低于1万t时建议采用9号道岔,当列车牵引质量达到1万t及以上时建议采用12号道岔,仅当列车牵引质量都达到2万t且在场坪条件允许时采用18号道岔;对于重载双线铁路车站,当列车牵引质量在2万t以下时建议采用12号道岔,当列车牵引质量达到2万t且场坪条件允许时建议采用18号道岔。
2013年04期 v.34;No.131 95-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 323K] - 吕苗苗;倪少权;
以旧列车运行图中1列列车最多与新列车运行图中1列列车存在接续关系、新列车运行图中1列列车最多与旧列车运行图中1列列车存在接续关系、新列车运行图中所有列车必须有客车车底担当为约束条件,以新旧列车运行图交替期列车接续代价最小为目标函数,建立新旧列车运行图交替期客车车底运用方案优化模型,并设计基于蚁群算法的模型求解算法。以成都站执行新运行图时的数据(成都站为客车车底配属站)为例,采用本方法编制新旧列车运行图交替期客车车底运用方案,并与人工基于车底固定运用模式编制的方案对比,结果表明本方法编制的车底运用方案更优,验证了模型和算法的可行性和实用性。
2013年04期 v.34;No.131 99-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 836K] - 于革;贾利民;秦勇;杨艳芳;
根据逗留物体运动的特点,对传统的混合高斯背景图像建模方法进行改进,通过自适应混合高斯背景图像模型将作为前景图像的逗留物体从背景图像中提取出来;再用形态学滤波法消除逗留物体图像因阈值分割产生的意外噪声,然后采用颜色直方图匹配的算法实现对逗留物体的跟踪;当逗留物体在监测区内的累积停留时间超过预设的时间后启动报警。实验结果表明:该方法可以很好地适应监测范围内目标物体缓慢移动或静止的场景,能够快速、准确地对逗留物体进行检测、跟踪和报警。
2013年04期 v.34;No.131 105-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 863K] - 刘维宁;马蒙;王文斌;
我国地铁列车振动环境响应预测中采用的经验法计算简单,可对线路上多个敏感目标快速预测,但它的缺点在于预测的输出量单一、预测精度低;解析法、半解析法和数值法可利用计算机模拟技术对单个敏感目标进行预测,但是用于同时预测地铁沿线多个敏感目标的列车振动环境响应时,计算工作量大、时间长,并且预测的精度和可靠性存在不确定性。为了降低预测误差、减少预测的不确定性,可辅之基于现场测试的两位校准法和实测传递函数法对预测模型进行校正和验证预测结果。为提高预测的可靠性,并兼顾预测精度和效率,应将整条地铁线路按敏感目标距线路的距离分为不同的预测区域、按照敏感目标对环境振动影响的敏感程度分为不同等级、按照地铁建设工程项目的各个设计阶段,综合运用既有各类预测方法,动态进行分区域、分等级和分阶段的地铁列车振动环境响应预测;建议开展既适用于整条地铁线路、又适用于线路个别重点敏感目标的地铁列车振动环境响应预测方法以及动态预测评价体系的研究。
2013年04期 v.34;No.131 110-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 753K] - 钟委;涂锐;杨健鹏;梁天水;
以开敞式地铁车站为例,将列车、隧道、站厅层和站台层均简化为长方体并建立车站三维模型;利用流体动力学软件Fluent,采用压力基求解器和SIMPLIC算法,研究活塞风作用下站厅火灾的烟气流动特性,并分析增设迂回风道和竖井对于削弱活塞风影响的效果。结果表明:站厅层空气流场结构在活塞风的作用下将会发生复杂的变化;站厅火灾发生后,在机械排烟、热浮力以及活塞风的共同作用下,站厅烟气分层现象遭到破坏;各楼梯口处气流速率变化剧烈,气流方向多次改变,并导致站厅层烟气被吸入站台层;增设迂回风道和竖井能够有效地削弱活塞风对起火站厅层烟气分层现象的破坏,延缓烟气侵入站台层的时间,减少侵入站台层的烟气量。
2013年04期 v.34;No.131 118-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 2253K] 下载本期数据