- 刘钰;陈攀;赵国堂;
以京沪高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道为研究对象,通过对轨道结构早期纵连阶段温度场长达半年的现场观测,研究CRTSⅡ型板式无砟轨道结构早期温度场的分布及变化规律。结果表明:轨道板面温度、轨道板温度梯度及气温三者的变化规律基本一致,且呈周期性变化,变化周期均为1d;随着轨道结构深度的增加,其温度和温度梯度的波动幅度均逐渐减小且相位差逐渐增大,当深度超出轨道板厚度(20cm)后,二者波动幅度很小且基本趋于稳定;CA砂浆层和支承层的温度梯度变化较小;板面温度的高低决定了轨道板温度梯度的大小。采用最小二乘法对板式轨道结构早期温度场进行回归分析,建立轨道板内不同深度处的温度预估模型及轨道板面最高温度、轨道板最大温度梯度的预估模型,相关系数为0.812~0.968,表明预估模型精度较高。
2014年01期 v.35;No.134 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 422K] - 王树国;葛晶;司道林;王猛;
针对我国铁路固定辙叉轮载过渡区域翼轨和心轨因总承载面积小而导致使用寿命短、更换极为频繁的问题,进行固定辙叉查照间隔合理取值及心轨加宽设计研究。根据现有的车辆轮对尺寸和容差,推导出现有行车条件下固定辙叉查照间隔应大于等于1 388mm,护背距离应小于等于1 348mm。经大秦线和朔黄线现场测试,验证了该修订后的查照间隔取值是正确的,并具有一定的安全余量。根据修订后的查照间隔值,心轨每侧可加厚4mm,心轨实际尖端至50mm断面可加厚8mm,使心轨承压面积增加30%,从而提高了心轨薄弱断面的粗壮度,可防止心轨轨头宽20~40mm断面区段的压塌,降低磨耗,大大延长辙叉的使用寿命。在朔黄铁路西柏坡站铺设据此设计和试制的新型合金钢组合辙叉,进行现场试验,结果表明:该辙叉经逆向通过约20万个轮对后状态依然良好,辙叉区动态轮轨游间为2~3mm,可保证行车安全。
2014年01期 v.35;No.134 7-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 344K] - 杨有海;刘文晓;刘辉;刘永河;
针对太中银铁路受风沙危害日益严重的情况,根据因地制宜、因害设防等原则,以其中沙害最严重的定银线上K1 563+500—K1 566+850区段为试验段,在该区段内开展先设立复式阻沙栅栏、草方格及尼龙格状固沙网等工程治沙措施,后种植树(草)的防沙体系及其防护效果的试验研究。结果表明:阻沙栅栏的阻沙率随风速的增大而降低,平均阻沙率为81.1%;采取阻沙栅栏与尼龙格状固沙网相结合的综合阻沙固沙措施,不但能进一步提高阻沙率(平均为92.8%),还能扩大积沙沉积的范围,且延长阻沙栅栏的使用寿命;采用草方格沙障措施可使地表粗糙度增加109倍,近地表风速降低45%~60%,流动沙面被固定;在工程治沙措施的保护下,区段内植被覆盖度提高了10~15倍,形成植物防沙体系,有效治理了铁路沙害。
2014年01期 v.35;No.134 13-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 314K] - 杨绿峰;曾有凤;周月娥;
针对运用能量变分理论分析箱型梁剪力滞效应时存在的问题,用箱型梁的附加挠度函数代替剪力滞函数建立箱型梁翼缘截面的纵向位移表达式,用外荷载代替内力建立箱型梁的总势能泛函,根据变分原理推导箱型梁在剪力滞效应下的4阶控制微分方程及各类边界条件,提出剪力滞效应下箱型梁挠度、附加挠度和经典梁挠度的解耦求解方法,首次得到箱型梁在剪力滞效应下自由端的边界条件和固定—简支箱型梁响应量的封闭解。算例分析验证了该求解方法的有效性和计算精度,同时也表明,箱梁挠度和附加挠度具有完全相同的边界条件,但在自由端二者的边界条件与Euler梁理论不同。
2014年01期 v.35;No.134 21-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 316K] - 季文玉;罗华;杨国静;
通过14根钢管活性粉末混凝土(钢管RPC)长柱试件的轴压试验,研究钢管RPC柱的长细比及大长细比下套箍系数对钢管RPC柱轴压性能的影响。结果表明:试件的破坏基本属弹性失稳破坏类型,其中长细比较小的试件除弯曲失稳破坏外还伴随着局部受压鼓曲破坏,长细比越小,试件的延性破坏特点越明显,随着长细比的增加,试件也由弹性破坏逐渐转向失稳破坏;试验得到的钢管RPC长柱轴压荷载—应变曲线主要分为弹性阶段、弹塑性阶段和卸载阶段;在相同套箍系数下,随着长细比的增加,钢管RPC长柱的极限承载力和极限位移均逐渐降低;在大长细比下试件的套箍系数越大,其极限承载力也越大,但增加的幅度逐渐变小,钢管对RPC的约束能力不如普通混凝土。
2014年01期 v.35;No.134 28-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 409K] - 李徐;钟铁毅;夏禾;王飞;顾正伟;
通过2个大尺寸钢筋混凝土桥墩在轴压下的水平低周往复加载试验,并结合混凝土压应变方法和基于OpenSEES的数值方法,研究钢筋混凝土桥墩的塑性铰特性,分析轴压对塑性区域长度及等效塑性铰长度的影响规律。结果表明:随轴压的增大,桥墩截面受压区应变增大,桥墩发生塑性破坏区域的长度显著增加,既有规范按1.0倍的桥墩截面高度估计塑性区域长度在高轴压下偏于不安全,故建议当桥墩轴压比超过0.2时,加密布筋的塑性区域长度应增大至1.5倍的桥墩截面高度;随着轴压增大,桥墩位移延性的下降大于截面曲率延性下降的幅度,从而使等效塑性铰长度不断减小,因此在推导等效塑性铰长度时应考虑轴压的影响,以免在轴压较大时过高估计桥墩延性,带来安全隐患。
2014年01期 v.35;No.134 34-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 661K] - 杨成永;张彦斌;张伦政;
从杆件变形的空间曲线运动方程出发,引入物性方程,建立管线大变形的控制微分方程。忽略管线截面形状的改变并假设管线的轴向变形在沉降槽范围内为一常量,从而得到简化的控制微分方程。在假定土层和管线的沉降均符合正态分布曲线条件下,给出简化控制微分方程的近似解法,并推导出管线轴力和一维度规的计算公式。实例计算和对比分析结果表明:在管线和土层的沉降较小时,大变形解与小变形解基本相等,轴力的影响可以忽略;但当管线和土层的沉降较大时,轴力的影响变得明显;轴力增加了管线抵抗竖向变形的能力,因此管线沉降、弯矩和剪力的大变形解均比小变形解要小;随着沉降的增加,管线轴力和一维度规呈非线性地增大,小变形解的计算误差也迅速增大。说明本文方法能够更合理地描述管线与土层的共同作用。
2014年01期 v.35;No.134 42-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 198K] - 来弘鹏;康佐;谢永利;高晓培;
根据西安地铁浅埋暗挖区间隧道施工的实际情况,为提高黄土地层的围岩强度,降低围岩的透水性能,采用二重管无收缩注浆预加固技术对地层进行注浆预加固。然后通过现场观察取样、室内试验和数值模拟分析研究地层注浆预加固后的效果。结果表明:掌子面有大量明显的浆脉,且围岩稳定,未发生坍塌、失稳、涌水、涌泥等现象;掌子面土体均比注浆前的土体坚硬、密实,取回的土样也不易破碎;掌子面土体的平均含水率降低,渗透系数显著减小,黏聚力和内摩擦角增大,抗剪强度增强,无侧限抗压强度明显提高;初期支护受力状况得到明显改善,围岩塑性区范围与塑性应变值减小。由此可见注浆预加固措施取得了明显的效果。
2014年01期 v.35;No.134 47-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 604K] - 陈厚嫦;张岩;何德华;黄成荣;
在高速铁路武汉至乐昌段和郑州西至三门峡南段,进行CRH2C和CRH380A型动车组以250~350km·h-1速度通过长度为287~1 0081m、隧道内有效净空面积为100m2的隧道和在2 728m长的九子仙隧道内交会的现场试验,研究时速350km高速铁路隧道气动效应的基本规律以及隧道气动效应对动车组动力学行为、车体结构强度和人耳舒适性的影响。研究表明:动车组以350km·h-1及以下速度通过隧道和在隧道内交会的过程中,最大轮轴横向力为41.28kN,最大脱轨系数为0.70,最大轮重减载率为单峰值0.79,最大车内外压差为3 224Pa,车内空气压力3s最大变化值为1 064Pa,均在动车组运行安全性、车体强度及人耳舒适性指标的允许范围内;车内外空气压力基本随列车速度的提高而增加;相同速度条件下,在隧道长度小于3 000m时,车内外压力变化最大值总体上均随隧道长度的增加而增加;动车组的头型和密封的优化能够改善动车组通过隧道和在隧道内交会时的空气动力学性能。
2014年01期 v.35;No.134 55-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 345K] - 肖乾;徐红霞;成棣;张海;
在分析轮轨接触蠕滑机理的基础上,利用有限元软件ABAQUS,采用mixed Lagrangian/Eulerian方法建立三维轮轨稳态滚动接触模型,研究直线线路上轮轨冲角对高速列车轮轨滚动接触面间蠕滑力和蠕滑率的影响。结果表明:车轮接触斑内的纵向蠕滑力随着轮轨冲角的增大而逐渐减小,其最大值与最小值相差约9.67%,因此轮轨冲角的增大会降低列车的牵引性能;横向蠕滑力随着轮轨冲角的增大而增大,轮轨冲角为6mrad时的横向蠕滑力是其为0mrad时的7.3倍左右;在横向蠕滑力和纵向蠕滑力的相互作用下接触斑内存在小自旋蠕滑;轮轨冲角对纵向蠕滑率几乎没有影响,但对横向蠕滑率有较大的影响,不同冲角时最大横向蠕滑率值相差约16.5%。
2014年01期 v.35;No.134 60-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 707K] - 闫桂玲;王弘;康国政;代景安;
对圆柱形和板状2种6065A铝合金试件进行20kHz,106~1010周次的对称拉压超声疲劳试验,并用扫描电镜显微分析技术分析疲劳断口。结果表明:这2种形状的6065A铝合金试件的S—N曲线与传统无限寿命型疲劳曲线不同,而是呈现阶梯下降型特征,疲劳寿命大于107周次的试件仍会发生疲劳断裂;试件的疲劳裂纹以剪切方式沿与试件轴向成约45°方向扩展;圆柱形试件S—N曲线的阶梯下降型特征对应着疲劳裂纹的双萌生机制,在疲劳寿命较低的低周、高周阶段,试件表面局部应力或应变集中区成为疲劳裂纹源;在寿命较高的超高周阶段,试件次表面或内部存在的缺陷成为疲劳裂纹萌生有利的位置;板状试件的疲劳性能明显低于圆柱形试件,其疲劳裂纹呈现多源形核特征,且以表面裂纹萌生为主。
2014年01期 v.35;No.134 67-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 550K] - 潘涛;朱静;刘淑华;顾家琳;蔡明春;刘韶庆;周惠华;施惠基;林吉忠;
在开展高速列车车轴国产化的前期研究中,对欧洲某高速列车轮轴生产企业以EA4T车轴钢为主材生产的EA200,EA300和EA380这3种高速列车空心车轴样品的综合性能进行试验和分析。结果显示,这3种高速车轴的化学成分、力学性能、疲劳强度及金相组织等大部分指标满足欧洲标准EN 13261的技术要求,其中EA300和EA380车轴的强韧性匹配较好,而EA200车轴的光滑旋转弯曲疲劳强度仅为340MPa,不满足EN标准的要求,且在该车轴内外表面等距处金相组织出现了一定量的铁素体组织,也不符合EN标准的规定。建议在国产高速列车车轴的研制中应重点从车轴钢化学成分的优化、热处理工艺控制等方面入手,提高车轴钢的淬透性,改善车轴钢的金相组织状态,以获得尽可能多的马氏体或下贝氏体组织,从而提高车轴钢的强韧性匹配和截面金相组织的均匀性。
2014年01期 v.35;No.134 72-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 545K] - 谢强;王巍;张昊;支希;
以我国高速铁路用接触线为原形,制作比例为2∶1、高为0.5m、覆冰倾斜角为45°、覆冰层厚度分别为0,3.7,7.4和14.8mm的4种接触线试验模型,进行风洞试验,测量接触线试验模型分别在5,6.5,8和10m·s-1风速下受到的顺风向阻力、横风向升力和垂直方向扭矩,分析接触线试验模型的阻力系数、升力系数随风攻角变化的规律,并运用邓哈托垂直振动理论研究接触线试验模型的气动稳定性。结果表明:无覆冰和风攻角为-45°时接触线试验模型的阻力系数和升力系数有明显的波谷,且邓哈托系数出现极小值,这表明接触线截面上的凹槽明显降低了其本身的气动稳定性;风攻角为-45°~-15°时,随着接触线试验模型覆冰厚度的增加,邓哈托系数减小,这表明覆冰厚度的增加会降低接触线的气动稳定性。
2014年01期 v.35;No.134 78-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 887K] - 王斌;胡海涛;高仕斌;韩旭东;何正友;
基于高速铁路牵引供电系统结构,以牵引变电所、自耦变压器(AT)所、开闭所、分区所和动车组位置为切面分割全并联AT牵引网,建立牵引供电系统模型;视动车组为感应电机并联静态负荷,研究基于"动车组—牵引网"(简称车网)耦合的牵引网潮流计算方法。对不同工况的算例计算分析结果表明:给出的牵引网潮流计算方法具有快速收敛和高精度的特点,可用于分析牵引网不同位置、动车组不同运行工况的供电能力和电能质量;动车组运行于再生制动工况时其所在位置处的接触线电压升高,而正馈线电压受影响较小;钢轨电压与AT中点抽头的接地电阻和动车组运行功率成正比例关系;当牵引和再生制动工况同时存在时,动车组再生制动产生的电能优先为同一供电臂内运行于牵引工况的动车组提供能量,剩余电能返回公共电网或储存于牵引变电所。
2014年01期 v.35;No.134 86-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 587K] - 宗刚;张超;王华胜;
在已实证高速列车部件维修关系网络为复杂关系网络的基础上,根据复杂网路可靠性理论,将复杂网络的抗毁性测度指标中的节点介数和节点凝聚度作为分析高速列车系统部件重要性及其在系统局部网络中连通性的指标,据此筛选出系统中的重要部件和冗余不足的部件,为深入研究高速列车部件可靠性提供新思路。以CRH3型高速动车组牵引系统为例的实证表明,基于复杂网络可靠性的计算方法能够正确筛选出系统中的重要部件和冗余不足的部件,从而为后续的系统可靠性设计和冗余设计提供科学依据。
2014年01期 v.35;No.134 94-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 276K] - 梁瑜;贾利民;蔡国强;刘金朝;
在分析滚动轴承载荷分布和判断承压滚子数量的基础上,将滚动轴承的每个滚子与内圈和外圈之间、外圈与轴承座之间、内圈与轴之间的关系均分别视为弹簧—质量—阻尼系统,根据滚动轴承的物理结构,建立其滚子与内外圈的接触模型,以及在随机干扰力和径向载荷力作用下的滚动轴承非线性动力学故障模型。以内圈表面有划伤缺陷的滚动轴承为例,利用给出的滚动轴承非线性动力学故障模型和四阶龙格—库塔法进行故障诊断仿真。结果表明:当轴承内圈的表面有缺陷时,其位移和振动加速度信号明显增大;对此振动加速度信号进行共振解调后,得到的滚动轴承故障特征频率与理论计算结果一致,从而验证了滚动轴承非线性动力学故障模型的有效性。
2014年01期 v.35;No.134 98-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 468K] - 孙上鹏;赵会兵;全宏宇;陈德旺;林涛;宁滨;
根据均匀传输线理论建立无绝缘轨道电路的机车信号感应电压幅值包络计算模型,分析电气绝缘节设备故障、补偿电容故障、道砟电阻及列车运行速度等因素对机车信号感应电压幅值包络曲线的影响规律。以临近发送端3个补偿电容间距的机车信号感应电压幅值包络曲线为分析对象,提出基于定性趋势分析理论的电气绝缘节设备故障诊断方法。首先以区间半分法提取信号趋势信息;然后通过趋势匹配算法计算实际信号趋势与诊断规则知识库中各故障模式信号趋势的相似度;最后通过相似度值间的比较进行故障诊断。仿真实验结果表明:该方法对电气绝缘节设备的早期故障有很好的诊断效果,当信噪比为50dB时,故障诊断正确率可达94.4%,且对道砟电阻的波动具有很强的适应性。
2014年01期 v.35;No.134 105-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 710K] - 聂磊;张渊;武鑫;
根据周期性列车运行图的计算机编制流程,研究周期性列车运行图计算机自动编制中的关键技术。采用广度搜索法生成高峰小时周期列车运行图,采用深度搜索法添加非周期列车运行线;根据列车到发顺序生成过程中的互换、传递、有限和可行4个特性降低区间内列车到发顺序方案的数量;采用将所有列车运行时刻转换成周期内时刻的算法,实现列车运行线过周期处理;采取紧密布点方式确定各次列车的初始出发时刻;采用移线等方法消解列车运行图铺画过程中列车运行线间的冲突。在开发的列车运行图计算机自动编制系统上验证了这些关键技术的可行性和有效性。
2014年01期 v.35;No.134 114-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 617K] - 何必胜;宋瑞;何世伟;李晋;
以车底需要担当的运输任务和虚拟车场为节点,以2个运输任务间的衔接以及运输任务与虚拟车场间的衔接关系为弧,构建不固定区段运营的城市轨道交通车底运用网络图。在满足相关约束条件下,以车底总运营费用最低为目标,建立城市轨道交通车底运用计划编制优化模型,并设计模型求解的混合列生成算法。该算法的原理是:在分支定价算法的基础上,再采用大规模邻域搜索算法,以当前最优整数解为初始解进行邻域搜索得到新的解,将此新解作为新增列加入到列生成算法中,避免出现退化问题;同时,根据此新解对搜索树上界进行更新,运用更有效的上界进行减枝,从而提升模型求解的效率。应用实例证明,提出的混合列生成算法在求解大规模的车底运用计划编制问题时,可以获得较高质量的求解结果。
2014年01期 v.35;No.134 122-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 405K] - 穆鑫;程学庆;张玺;蒲云;
采用数据包络分析(Data Envelopment Analysis,DEA)方法,在带有非阿基米德无穷小的CCR模型基础上,引入决策单元的交叉效率概念,构建DEA交叉效率模型。据此建立决策单元的交叉效率矩阵,再对矩阵中的列向量求算术平均,得到各决策单元的交叉效率函数值,从而实现对所有决策单元效率的完全排序和效率评价。以大秦线为例,运用DEA交叉效率模型建立单元列车所使用的C80,C76和C63型货车的交叉效率矩阵,对这3种货车的效率进行排序和评价;结果表明,C80和C76型货车是有效的,而C63型货车是非有效的,并且C80型货车的效率最优,这说明大秦线可以通过采用更大轴重货车进一步提高运输能力。
2014年01期 v.35;No.134 130-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 283K] - 朱建生;汪健雄;张军锋;
基于NoSQL数据库理论,根据应用场景的不同,将NoSQL数据库分为面向高性能读写、面向文档和面向分布式计算的3种类型。对比分析这3种类型数据库的6种代表产品的优缺点,结合铁路客票实名制售票信息综合分析系统中的大数据操作的需求,选用NoSQL数据库中的面向分布式计算的Cassandra数据库。基于Cassandra数据库,提出铁路客票实名制信息综合分析系统的技术架构,并设计反向索引以构建客票实名制乘车信息的查询策略和查询流程。通过性能测试,验证了NoSQL数据库技术在处理大数据查询和分析中的高可用性,可突破传统关系型数据库和数据仓库在应用中所遇到的查询性能、扩展性以及投资成本的瓶颈。
2014年01期 v.35;No.134 135-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 471K] <正>高速铁路系统试验国家工程实验室依托中国铁道科学研究院等建设,是我国高速铁路专业齐全、系统完整、设备先进的科技创新平台。高速铁路系统试验国家工程实验室由18个专业试验室组成,分布于北京市海淀区大
2014年01期 v.35;No.134 146-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 1369K]