季冻区CRTS I型无砟轨道不平顺规律及受力特性

为探讨路基冻胀变形对轨道不平顺及结构受力的影响规律,基于ANSYS有限单元分析方法,以哈大高速铁路冻胀区路基段为研究基础,建立了考虑限位凸台、凝胶树脂及层间粘结接触特征的CRTS I型板式无砟轨道-路基冻胀冻融耦合精细化有限元模型. 在此基础上,探讨局部冻胀区路基冻胀变形发生位置、不同冻胀波长及幅值对无砟轨道结构的影响,分析了短波冻胀下轨道不平顺、层间离缝特性与静力学性能. 结果表明:短波冻胀时无砟轨道结构不平顺范围、变形、离缝、受力等各项指标均随冻胀波长的减小、冻胀峰值的增加而增大;冻胀发生于底座板板中时对轨道结构受力影响最大,冻胀发生于底座板伸缩缝时对轨道结构变形离缝影响最大;相对于轨道板结构,底座板承受拉应力最大,冻胀发生于底座板板中时结构受力影响更大;在轨道结构抗拉强度方面,底座板为限制结构,建议冻胀检修限值的波长为10 m、峰值为5 mm.     

高速列车随机激振载荷无砟轨道路基的动应力分布规律

相较于传统的列车-轨道-路基整体耦合三维有限元模型,提出一种优化处理列车荷载的方法,基于多体系统动力学理论建立列车-轨道垂向耦合模型,并通过数值计算得到考虑了轨道随机不平顺条件下的轮轨激振载荷,随后利用二次开发子程序将轮轨载荷导入无砟轨道-路基-天然地基土非线性数值分析三维有限元模型,在此基础上研究分析高速移动荷载作用...     

板边离缝对桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道动力特性的影响（英文）

CRTSⅢ型板式无砟轨道结构中的自密实混凝土层损伤会致使轨道板部分脱空,进而影响列车行驶的舒适性、安全性以及轨道板和桥梁结构的耐久性。为研究板边离缝对桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道系统动力响应的影响,基于多体动力学理论,利用ANSYS+SIMPACK联合仿真,建立了考虑墩台纵向支座刚度、轨道结构及层间接触特性的列车-轨道-桥梁一体化动力仿真模型,分析了不同离缝宽度、长度以及离缝位置工况下系统的动力特性,并归纳了板边离缝的长度和宽度的限值。研究表明：在自密实混凝土没有沿轨道板横向完全脱空时,板边离缝对列车-轨道-桥梁系统动力特性的影响不大。当自密实混凝土沿轨道板横向完全脱空时,在离缝长度超过1 m后,系统动力响应变化幅度增大。当离缝长度达到1.6 m时,轮重减载率达到0.769,超过限值,威胁列车行驶的安全性;当轨道板竖向加速度增幅达到250.1%的,将影响轨道系统的使用寿命。     

阴阳坡效应下季冻区铁路路基水-热-力行为与轨道不平顺规律研究（英文）

阴阳坡效应会影响高速铁路路基温度场的分布规律,导致路基表层产生不均匀冻胀变形,进而造成无砟轨道产生静态不平顺,影响高速列车运行的平稳性和舒适性。本文建立了考虑阴阳坡效应的冻土水-热-力耦合模型,探究了季冻区高速铁路路基在冻结过程中温度场发展过程以及土体的变形特性,分析了不均匀冻胀变形作用下的CRTS Ⅲ型板式无砟轨道钢轨不平顺变化规律。计算结果表明：高速铁路路基左右侧边坡由于所受太阳辐射量不同,阴坡冻结时间早于阳坡,而融化时间却晚于阳坡,这是引起路基不均匀冻胀的关键因素。不同线路走向会影响路基上部的温度变化和表层冻胀量,从而使无砟轨道结构变形存在差异。当线路为东北走向时随着走向角的不断增大,下行线的轨道水平不平顺不断减弱,上行线轨道水平不平顺则稍有增加,最终在南北走向时二者趋于一致。因此,在季冻区铁路选线时应最大程度避免东西走向,以尽可能减弱极端情况下的路基阴阳坡现象。     

连续梁桥上CRTS双块式无砟轨道疲劳特性

为探讨梁轨非线性互制作用下连续梁桥上双块式无砟轨道系统静动力荷载下结构响应,预测桥上无砟轨道结构的疲劳寿命,基于梁轨相互作用原理与车辆-轨道-桥梁耦合动力学原理,以昌景黄铁路某(40+64+40)m连续梁为研究对象,采用有限元方法建立了考虑桥梁、支座、底座板、道床板、扣件和钢轨等构件及结构层间非线性约束的连续梁-CRTS双块式无砟轨道的一体化空间分析模型,研究列车静活载作用下桥梁、道床板、底座板及钢轨的动力响应特性与无缝线路纵向力分布规律,分析连续梁桥上无砟轨道结构疲劳特性。结果表明：温度荷载作用下钢轨最大压应力位于连续梁两端,最大拉应力位于桥梁跨中;竖向荷载作用下钢轨最大拉应力位于连续梁桥墩,最大压应力位于桥梁跨中;制动荷载作用下钢轨拉、压应力极值均位于桥梁桥墩;钢轨纵向力由温度荷载控制,最大应力为143.1 MPa,满足规范要求;列车动载作用下,简支梁和连续梁上钢轨最大拉、压应力相当,道床板最大拉应力出现在连续梁跨中限位凹槽附近,其板底拉应力大于板顶,底座板最大拉应力出现在连续梁主墩附近,且板顶和板底的拉、压应力基本相同;列车动载作用下,钢轨最易破坏处寿命约27.1 a,道床板和底...     

温度作用对CRTSⅡ型无砟轨道结构体系的影响及损伤分析

研究了CRTSⅡ型板式无砟轨道结构体系温度作用影响并进行损伤分析。采用ABAQUS有限元软件建立了路基上的CRTSⅡ型板式无砟轨道结构有限元分析模型,对温度作用下CRTSⅡ型无砟轨道结构的力学响应、影响因素及可能发生的损伤进行了分析,并提出相应的技术措施以改善温度作用对结构造成的不利影响。     

高速铁路双块式无砟轨道车辆荷载动态传递特征

为研究车辆荷载在无砟轨道中的传递特征,建立车辆-双块式无砟轨道耦合动力学模型,对车辆荷载在无砟轨道主体结构内的动应力和振动加速度传递规律进行研究,并对行车速度、结构尺寸及层间接触状态等影响因素进行分析.结果表明:车辆荷载的主承载区分布在道床板内,垂向动应力峰值在0.1 m深度之内衰减73%;车辆荷载的主振动区主要分布在道床板内并传递至支承层,垂向加速度峰值在0.1 m深度之内衰减89%;轨道结构动态受力及振动响应均随行车速度的增加而增大;适当减少轨道结构宽度,对其受力和振动特性影响较小.无砟轨道结构层间插入隔离层,可减小轮轨动力响应及轨道结构动态受力,但结构层间垂向加速度明显增大,插入弹性层,可减小钢轨垂向加速度,但对轮轨动力响应、道床板和支承层动态受力及振动特性影响较小.所得结论可为无砟轨道设计和优化提供理论参考.     

市域高架铁路不同轨道结构的特征频率及弹性不平顺对比研究

针对双块式无砟普通道床、橡胶垫减振道床和钢弹簧浮置板道床等3种城市高架轨道结构,建立了3层叠合梁轨道结构模型,并引入Hertz线性接触实现了列车轮对和轨道结构的动力耦合,分析了3种轨道结构的特征频率,并特别提供了3种轨道结构的弹性高低不平顺谱.结果表明:橡胶垫减振道床和钢弹簧浮置板道床能有效滤去高于轨道板与板下弹性层(...     

基于区间层次分析的CRTS Ⅲ型板式无砟轨道开裂状况评估

为了实现对CRTS Ⅲ型板式无砟轨道开裂的伤损管理,提出针对多条不同开裂形式裂缝的CRTS Ⅲ型板式无砟轨道开裂状况评价指标和计算方法. 通过专家咨询获取437份有效调查问卷,采用德尔菲法和区间层次分析建立结构层次以确定各参数的权重,并将所提评估方法应用于工程实例. 结果表明：与层次分析法相比,结合德尔菲法和区间层次分析求取的参数权重更具客观性;工程实例中的开裂状况评价指标CCI为75.30分,评估方法的合理性得以验证,工程实例计算结果表明所提评估方法能够定量分析无砟道床的开裂严重程度.     

剪切疲劳荷载下无砟轨道灌缝胶低温粘附特性

为研究无砟轨道聚氨酯灌缝胶在剪切疲劳荷载下粘附性能发展规律,依据灌缝胶工况开发了剪切疲劳试验及低温粘附特性直接拉伸试验,对经不同次数剪切疲劳加载的粘附性试件进行直接低温拉伸试验,分析剪切疲劳前后不同灌缝胶最大拉力、破坏位移指标的变化规律,及拉力-位移曲线的发展特性.结果表明:对未经疲劳加载的灌缝胶,材料异氰酸酯指数R与粘附强度呈正相关,与粘附抗变形能力呈负相关;疲劳加载后,R与材料抗疲劳性能呈负相关;疲劳加载初期,R较小的灌缝胶因体系内链段取向而出现粘附性能提高、离散性变大现象;疲劳加载过程中,由于材料内部介质不连续导致最大拉力指标稳定性优于破坏位移;随剪切疲劳加载次数增加,材料内部损伤累积破坏了粘附整体性,使失效模式由脆性破坏趋向于韧性破坏;基于试验结果,推荐抗剪切疲劳性能较好灌缝胶R宜在1.7~2.5之间.     

CRTSⅡ型板式轨道CA砂浆层应力波法损伤识别

CRTSⅡ型板式无砟轨道在常年反复的使用过程中,其CA砂浆层易出现层间离缝、脱空等损伤。目前应用冲击回波法对无砟轨道板进行的无损检测需要在轨道板上布置较密的测线,并进行多点激发与接收。这种方法不适合对轨道板CA砂浆层损伤进行快速普查。作者用三维有限元法分析了单点激发下应力波在CRTSⅡ型轨道板中的传播规律。通过比较有无CA砂浆层缺陷轨道板周边的速度或加速度峰值,发现可根据CA砂浆层缺陷引起的速度或加速度峰值的变化率检测缺陷。如果取6%的变化率为阀值,在轨道板周边按20cm的间距设加速度检测点,或按30cm的间距设速度检测点,单点激发即可识别CA砂浆层中40cm×40cm以上的损伤。     

底座板伸缩刚度对大跨度连续梁桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道纵向力的影响

在结构特点分析的基础上,考虑层间传力关系和横向相邻股道的影响,建立了大跨度连续梁桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道纵向力计算的空间一体化模型和求解方法。计算分析了列车制动和温度变化作用下底座板伸缩刚度对大跨度连续梁桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道纵向力的影响规律,结果表明：列车制动和温度变化作用下系统纵向力变化规律相同,随着底座板伸缩刚度降低,钢轨和桥梁墩台纵向力增加,复合板、剪力齿槽和端刺纵向力减小。