基于FBG反射谱特征的铁路道岔损伤识别试验研究

针对道岔结构性能及安全状态对列车（尤其高速列车）行车安全与运行质量的重要性,提出基于光纤布拉格光栅(FBG)传感技术,利用FBG传感器反射谱特征对铁路道岔钢轨结构进行损伤（裂纹）识别。在带裂纹的道岔钢轨上安装FBG传感器进行静、动态加载室内实验。通过分析FBG传感器反射谱形状精细变化,实现对裂纹的识别。实验结果表明,该基于FBG反射谱特征的损伤识别方法可有效识别铁路道岔钢轨裂纹。     

适用于地铁线路的嵌入式轨道结构方案研究

嵌入式轨道结构在缓解钢轨磨耗和减振降噪等方面表现优异,目前主要用于有轨电车线路。研究提出适用于地铁线路的连续支承无扣件嵌入式轨道结构系统,为地铁轨道结构的减振方案提供一种新选择。在总结分析嵌入式轨道结构型式基础上,结合地铁线路的特点,确定了地铁用嵌入式轨道结构的选型原则和具体要求,提出并比较分析了4种新式嵌入式轨道结构型式。类I型、类III型板式嵌入式轨道适宜于直线线路,钢槽扣结式嵌入式轨道因换轨方便更适用于曲线线路,附加槽式可用于因提高减振降噪要求而进行的既有线改造。嵌入式轨道结构应用于地铁线路具有安全可靠,平顺性高、稳定性强和修复性好等显著优点。     

混凝土骨料影响下裂纹扩展特性的解析计算研究

混凝土骨料-浆体界面是局部裂纹等伤损的多发部位。为探究混凝土骨料影响下裂纹的扩展特性，基于弹性力学复变函数理论，提出骨料影响下裂纹尖端应力强度因子的解析计算方法；建立混凝土多尺度有限元模型并开展了现场试验，对比验证解析解的准确性；基于解析法分析了骨料位置、粒径及外部荷载等因素对应力强度因子及扩展角的影响规律。结果表明，经由解析法、有限元模型与试验结果反映出的裂纹扩展表现为相同的趋势；骨料与裂纹尖端的方位角大于45°时，骨料粒径越大，越加剧裂纹的Ⅰ型扩展，但能减轻Ⅱ型扩展；裂纹扩展在骨料半径为裂纹长半轴2倍、骨料位于裂纹尖端正上方、裂纹尖端与骨料边界重合时达到最不利状态，此时Ⅰ型应力强度因子为未考虑骨料时的1.35倍；裂纹呈偏于骨料方向扩展；当骨料位于裂纹尖端正上方，若荷载角度小于22.5°,骨料位置对裂纹扩展角影响较大；荷载角度为0°、裂纹尖端与骨料边界重合时，裂纹扩展指向骨料中心；若裂纹尖端与骨料边界不重合，扩展角在荷载角度为22.5°时达到最大值60°。     

温度力作用下纵连式轨道结构振动特性及稳定性研究

以CRTSⅡ型板式无砟轨道为例,建立纵连式轨道结构垂向振动模型,利用有限单元法求解了有初始上拱时轨道板在纵向温度压力作用下的自振频率,并基于结构稳定性分析的动力准则研究轨道结构在纵向温度压力作用下的垂向稳定性。分析温度梯度、假缝和基础刚度对轨道板自振频率和垂向稳定性的影响。研究表明,纵向温度压力会导致纵连式轨道结构自振频率的下降,当温升接近于其失稳的临界温度时,其低阶自振频率趋近于0 Hz;温度梯度会降低轨道板的自振频率,其中正温度梯度的影响较负温度梯度更为明显;假缝会降低轨道板的自振频率,但影响较小;基础刚度越小轨道板的自振频率越小;温度梯度、假缝和基础刚度对纵连式轨道结构失稳的临界温度均影响有限。     

轮轨接触状态可视化检测装置研究及试验

为了研究列车高速运行过程中的轮轨接触状态,利用图像测量原理研制了便携式的轮轨接触状态可视化检测装置.通过钢轨内外两侧安装的高速摄像机,同步采集列车高速通过特定测量区域时的轮轨接触图像,再利用图像处理算法获得每个采样位置的轮轨外形轮廓,识别出轮轨异常接触状态,计算测量区域的轮轨接触轨迹.本文介绍了系统测量原理,重点设计了高速摄像机系统的参数,并给出了静态、动态和高速正线试验条件下装置安装可行性和检测性能的验证结果.