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小跨度钢混结合梁在重载铁路中的应用研究
1
作者 陈树礼 张盼辉 +1 位作者 杨波 李晨 《铁道工程学报》 北大核心 2026年第1期54-59,共6页
研究目的:为研究小跨度钢混结合梁在重载运输条件下的适应性,以某重载铁路小跨度梁更换施工为工程背景,基于运营性能检验方法,探索正常通行重载列车作用下的小跨度梁振动、变形等动力响应变化规律;采用数值模拟手段,开展更高速度和更大... 研究目的:为研究小跨度钢混结合梁在重载运输条件下的适应性,以某重载铁路小跨度梁更换施工为工程背景,基于运营性能检验方法,探索正常通行重载列车作用下的小跨度梁振动、变形等动力响应变化规律;采用数值模拟手段,开展更高速度和更大轴重条件下的重载铁路小跨度钢混结合梁动力适应性研究,以期为小跨度钢混结合梁在重载铁路中的工程应用提供数据参考。研究结论:(1)正常通行列车作用下,钢混结合梁的跨中横向振幅、横向加速度、竖向振幅、竖向加速度等动力响应数据较钢筋混凝土梁均有明显降低,降低幅度介于7.8%~69.6%;(2)正常通行列车作用下,相对于小跨度钢筋混凝土梁,钢混结合梁的跨中动挠度有所增加,但实测数据满足设计及检测规范要求;(3)数值模拟结果表明,35.0 t轴重列车以速度90 km/h通行条件下,小跨度钢混结合梁动力响应结果满足现行规范要求;(4)本研究成果可为重载铁路小跨度钢混结合梁工程应用及研究提供数据支撑。 展开更多
关键词 重载铁路 钢混结合梁 运营性能检验 数值模拟 动力适应性
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重载铁路线路综合检测车设计
2
作者 曹源 李健 +3 位作者 孙永奎 宿帅 杨卫峰 王文昆 《中国安全科学学报》 北大核心 2026年第1期57-62,共6页
为精确辨识与评估重载铁路线路服役状态,设计并研制重载铁路线路综合检测车,集成包括轨道状态巡检、钢轨轮廓检测、轨道几何参数检测、钢轨探伤检测、轮轨力检测、振动检测6大检测系统;通过定位同步系统同步检测和关联分析线路多源状态... 为精确辨识与评估重载铁路线路服役状态,设计并研制重载铁路线路综合检测车,集成包括轨道状态巡检、钢轨轮廓检测、轨道几何参数检测、钢轨探伤检测、轮轨力检测、振动检测6大检测系统;通过定位同步系统同步检测和关联分析线路多源状态数据,并分级报警可疑病害。结果表明:重载铁路线路综合检测车自2023年7月下线投入运行以来,依托最高80 km/h的运行能力,采集线路几何参数、表面巡检图像、内部B型图、轮轨力和振动等多源数据,建立典型病害库;结合定位同步系统与多源数据时空映射模型,自动对齐与关联分析检测数据,准确溯源线路病害成因、降低误报率和漏报率;构建的可疑病害分级报警机制依据超限等级实施限速、上报和记录等差异化处置,在确保行车安全的同时提升重载铁路线路养护与列车运行效率。 展开更多
关键词 重载铁路 综合检测车 轨道状态巡检系统 定位同步系统 线路病害
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重载铁路小半径曲线钢轨磨耗演化规律研究
3
作者 时瑾 高玉祥 李跃鹏 《铁道工程学报》 北大核心 2026年第1期19-25,共7页
研究目的:钢轨的表面状态、磨耗量是铁路工务部门实施打磨、换轨等维修作业的重要依据,开展磨耗演化规律研究有助于掌握钢轨的磨耗变化趋势,提前制定养修方案。因此,本文基于多个维修周期的某重载铁路实际监测的磨耗数据分析不同半径曲... 研究目的:钢轨的表面状态、磨耗量是铁路工务部门实施打磨、换轨等维修作业的重要依据,开展磨耗演化规律研究有助于掌握钢轨的磨耗变化趋势,提前制定养修方案。因此,本文基于多个维修周期的某重载铁路实际监测的磨耗数据分析不同半径曲线及不同位置钢轨磨耗的主要特征及演化规律。研究结论:(1)小半径曲线外轨侧磨呈“中间高、两边低”特征,曲中点附近侧磨量最大,侧磨主要发生在圆曲线上,缓和曲线的侧磨量较小;(2)随着曲线半径的增大,侧磨和垂磨在上道初期与后期的月度磨耗变化量差异均减小;(3)钢轨磨耗速率与曲线半径呈负相关,磨耗以侧磨为主,当R≤800 m时磨耗速率随半径的变化幅度显著;当R>800 m时半径对磨耗速率影响较小,侧磨与垂磨的速率差异也逐渐减小;(4)本研究成果可为重载铁路小半径曲线钢轨的磨耗控制及养护维修提供依据。 展开更多
关键词 钢轨磨耗 小半径曲线 重载铁路 演化规律 多源数据
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重载铁路小半径曲线钢轨波磨对轨道动态响应影响
4
作者 王煜轩 刘朝阳 +2 位作者 王志丰 刘建华 张昌凡 《铁道标准设计》 北大核心 2026年第3期55-61,共7页
钢轨波磨作为重载铁路中普遍出现的钢轨伤损类型,会诱发轨道结构产生病害。为探究钢轨波磨对重载铁路小半径曲线段轨道结构的动态响应,对某重载铁路进行现场动静态测试,分析小半径曲线段钢轨波磨的特征,获取钢轨打磨前后列车以不同速度... 钢轨波磨作为重载铁路中普遍出现的钢轨伤损类型,会诱发轨道结构产生病害。为探究钢轨波磨对重载铁路小半径曲线段轨道结构的动态响应,对某重载铁路进行现场动静态测试,分析小半径曲线段钢轨波磨的特征,获取钢轨打磨前后列车以不同速度运行时钢轨、轨枕及道床的动态响应。测试结果表明:所测区段钢轨已产生明显波磨损伤,钢轨打磨前外轨超过规范限值12μm的里程占测量总里程的20.73%,而内轨则占97.32%,接近100%;同时,内轨的粗糙度等级高于外轨,且完全超过限值。对波磨的处理主要通过消除钢轨表面不平顺来改善轮轨间的相互作用,以此减少轮轨冲击。在钢轨打磨后,列车通过该测试段时内、外轨的垂向力平均值分别为111.94 kN与110.75 kN,较打磨前减少7.69%与6.38%。在轨道结构垂向位移方面,钢轨打磨后的钢轨垂向位移较打磨前减少18.52%,轨枕垂向位移减少32.70%。在钢轨打磨后内轨、内轨处轨枕及内轨处道床的垂向加速度平均值分别为打磨前的85.94%、68.4%及66.7%,同时内轨处的道床垂向加速度在打磨前的增长速度远高于外轨,而在钢轨打磨后内轨处道床垂向加速度增长速度明显降低,此外钢轨、轨枕及道床的振动加速度均为曲线内侧大于曲线外侧。 展开更多
关键词 重载铁路 钢轨波磨 小半径曲线 轨道结构 动态响应
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基于列车能耗与建设成本的重载铁路线路纵断面双目标优化
5
作者 孙铭浩 曾勇 《铁道标准设计》 北大核心 2026年第1期17-24,40,共9页
为了在重载铁路线路纵断面优化中达到同时降低列车运行能耗和建设成本的目的,首先,以变坡点里程和高程为决策变量,考虑坡长与坡度两类约束,以最小化列车能耗与建设成本为目标,建立重载铁路线路纵断面双目标优化模型;其次,将“擂台赛”... 为了在重载铁路线路纵断面优化中达到同时降低列车运行能耗和建设成本的目的,首先,以变坡点里程和高程为决策变量,考虑坡长与坡度两类约束,以最小化列车能耗与建设成本为目标,建立重载铁路线路纵断面双目标优化模型;其次,将“擂台赛”法与粒子群算法相结合,利用“擂台赛”法改进非支配解集构造过程,通过聚集距离和边际效益分析获取全局最优解,提出双目标粒子群改进算法,并将排除法作为对比方法,以反世代距离评价指标(IGD)为评价指标,采用典型测试函数对改进算法性能进行分析;最后,结合某线路设计案例,对构建的双目标优化模型与改进算法进行应用分析。研究结果表明:与排除法相比,基于“擂台赛”法的粒子群改进算法性能有明显提升,利用其优化典型测试函数时得到的IGD值为0.028,比排除法小0.052,得到的Pareto最优解个数为20个,比排除法多5个,耗时比排除法少0.26s;与人工设计方案相比,通过本模型优化后的方案,其列车能耗降低3.44%,建设成本降低22.1%。 展开更多
关键词 重载铁路 纵断面优化 双目标粒子群改进算法 “擂台赛”法 列车能耗 建设成本
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基于可靠性理论的重载铁路钢桁梁疲劳性能评估
6
作者 王亚伟 王丽 +1 位作者 王幸业 李旭伟 《铁道建筑》 北大核心 2026年第2期1-7,共7页
以朔黄铁路一座64 m单线简支钢桁梁桥为研究对象,通过实测数据得到列车荷载的随机分布特征,建立桥梁有限元模型,通过影响线加载得到杆件的应力历程,采用雨流计数法得到杆件的等效应力幅值和循环次数,基于建立的疲劳可靠度极限状态方程,... 以朔黄铁路一座64 m单线简支钢桁梁桥为研究对象,通过实测数据得到列车荷载的随机分布特征,建立桥梁有限元模型,通过影响线加载得到杆件的应力历程,采用雨流计数法得到杆件的等效应力幅值和循环次数,基于建立的疲劳可靠度极限状态方程,对钢桁梁杆件和系统的可靠度进行了评估。结果表明:列车的质量分布主要服从正态和极值Ⅰ型分布,列车的牵引总质量和铁路运量随着时间的推移不断提高;下弦杆、吊杆和横梁纵向角焊缝100年的疲劳失效概率均小于失效临界值,斜拉杆A1E2纵向角焊缝100年的疲劳失效概率为2.65%,超过了失效临界值,端纵梁纵向角焊缝100年的疲劳失效概率为99.41%,在运营期内的疲劳失效风险大,须要重点关注;钢桁梁系统运营100年的失效概率为13.25%,相应的系统可靠度指标为1.115,桥梁系统的疲劳失效概率在72.64年达到失效临界值(2.3%),低于主要杆件疲劳极限的运营年限。 展开更多
关键词 重载铁路 钢桁梁桥 随机分布 疲劳性能 杆件可靠度 系统可靠度
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既有重载铁路桥梁典型病害分析与处治技术研究
7
作者 宋宗莹 董军文 +2 位作者 李瑞俊 王文斌 徐化雨 《世界桥梁》 北大核心 2026年第2期119-125,共7页
针对重载运输条件下既有铁路桥梁病害问题,对某区域1 600余座铁路桥梁开展检测评估与病害处治技术研究。在对该区域1 600余座铁路桥梁整体技术状况进行统计评估的基础上,结合建设年代、设计标准、年运量及列车轴重等因素,选取6座典型铁... 针对重载运输条件下既有铁路桥梁病害问题,对某区域1 600余座铁路桥梁开展检测评估与病害处治技术研究。在对该区域1 600余座铁路桥梁整体技术状况进行统计评估的基础上,结合建设年代、设计标准、年运量及列车轴重等因素,选取6座典型铁路桥,通过现场检测、有限元分析及静载试验,分析桥梁病害特征与成因,并提出针对性修复对策。结果表明:该区域桥梁整体技术状况良好,处于可控状态;典型病害中,梁端腹板斜向裂缝为结构性剪切裂缝,是恒载与重载列车荷载耦合作用下主拉应力超限所致,静载试验实测主拉应力大于计算值进一步验证持续重载荷载效应的主导作用;支座转角超限及垫石破损与开裂源于长期超载运行,桥墩横向振幅超限则与基础刚度不足及扩大基础设计不完善相关。基于检测评估结果,提出裂缝注浆、钢板加固等修复对策,并建议建立桥梁健康监测系统,对A1级桥梁实施定期复检,以通过预防性养护延长桥梁服役寿命。 展开更多
关键词 铁路桥 重载铁路 检测评估 有限元法 静载试验 病害 修复对策
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基于列车群组运行的双线重载铁路群组计划优化研究 被引量：5
8
作者 倪少权 龚梓烨 宋宗莹 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第6期2479-2492,共14页
列车群组运行控制技术可以有效减小列车间隔、加大行车密度,为解决双线重载铁路运能紧张问题提供了新途径。其中群组计划是列车群组运行模式下铁路运输计划编制的基础,针对多元群组列车与单列混行情况下群组计划优化问题,提出双线重载... 列车群组运行控制技术可以有效减小列车间隔、加大行车密度,为解决双线重载铁路运能紧张问题提供了新途径。其中群组计划是列车群组运行模式下铁路运输计划编制的基础,针对多元群组列车与单列混行情况下群组计划优化问题,提出双线重载铁路多装卸站条件下群组计划的优化方法。首先对列车群组运行技术进行了简要介绍,阐述了群组计划的基本概念及其关键要素,分析了双线重载铁路群组列车在出发、到达、区间运行3种状态下的列车组间追踪过程,以及始发群组列车组群、通发群组列车组群、相同终到站解群和不同终到站解群4种场景下列车在站组群/解群的作业过程,提出了群组计划中各重要参数计算方法。在此基础上,以双线重载铁路全线开行列车数量最大为目标,考虑装车能力、组群/解群作业时间、到发线数量、列车接续等约束,构建群组计划优化模型,并根据模型特点设计了基于改进粒子群优化算法的求解方法。最后,以我国北部某铁路煤运通道为例进行实验,对模型和算法的有效性进行分析,结果表明:在群组运行条件下该线路输送能力提升了32.26%,且能满足各终到站需求。提出的优化方法在解决双线重载铁路群组计划优化问题上具有一定的可行性,能够促进列车群组运行控制技术在重载铁路运输领域的推广应用。 展开更多
关键词 重载铁路 群组运行 双线铁路 群组计划 多装卸站
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群组运行模式下双线重载铁路空车调配方法研究 被引量：2
9
作者 吕苗苗 王一博 +2 位作者 耿敬春 倪少权 宋宗莹 《铁道学报》 北大核心 2025年第9期14-22,共9页
群组运行模式下重载铁路空列至装车站可采用组合分解、组群解群的灵活运输方式。针对群组运行模式下双线重载铁路空车调配特点,以区段内空列的总空费时间最短和通过能力最大为目标,以群组列车运行条件、组合分解站能力限制及装车站装车... 群组运行模式下重载铁路空列至装车站可采用组合分解、组群解群的灵活运输方式。针对群组运行模式下双线重载铁路空车调配特点,以区段内空列的总空费时间最短和通过能力最大为目标,以群组列车运行条件、组合分解站能力限制及装车站装车需求等为约束,建立群组运行模式下双线重载铁路空车调配多目标优化模型,以神朔铁路为算例,采用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行求解。结果表明:在群组容量为2的前提下,群组模式占用运行图总时间和总空费时间相较于既有模式分别减少11%和28%,且在不考虑群组规模对单元列车区间运行时间影响的前提下,随着群组容量增大,上述指标性能更优。该空车调配方法能得到针对不同决策需求的空车调配方案,为群组运行模式下双线重载铁路的空车调配方案编制提供参考。 展开更多
关键词 群组运行 重载铁路 空车调配 群组计划 多目标算法
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小跨度整体式板梁在重载铁路中的应用研究
10
作者 陈树礼 王泽涛 +2 位作者 周晔 许宏伟 刘永前 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第9期52-57,共6页
研究目的:针对大轴重运输条件下既有铁路小跨度桥梁开裂严重、挠度偏大和振动加剧等系列问题,以某重载铁路30余孔12.0 m跨度板梁更换施工为背景,采用静载试验、数值模拟和实际工程应用等手段,开展新型小跨度整体式预应力板梁在大轴重运... 研究目的:针对大轴重运输条件下既有铁路小跨度桥梁开裂严重、挠度偏大和振动加剧等系列问题,以某重载铁路30余孔12.0 m跨度板梁更换施工为背景,采用静载试验、数值模拟和实际工程应用等手段,开展新型小跨度整体式预应力板梁在大轴重运输条件下的静力适应性试验和极限承载能力研究,探索繁忙干线短时天窗条件下小跨度梁快速换架技术。研究结论:(1)1.2倍设计静活载作用下,小跨度整体式预应力板梁各关键截面的荷载-应变/位移曲线均呈线性变化,各控制截面应变及位移实测结果均小于理论计算值;试验过程中,板梁未发生开裂且始终处于弹性工作阶段;(2)整体式板梁发生破坏时的跨中弯矩为1.67×10^(4) kN·m,破坏特征为顶部混凝土压溃;(3)采用“吊车+走行台车”的整体换架技术,能够在4 h短时天窗时间内实现整孔小跨度板梁的更换作业;(4)本研究成果可为重载铁路桥梁强化改造提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 重载铁路 小跨度整体式板梁 强化改造 荷载试验 数值模拟 快速换架
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近断层速度脉冲地震下重载铁路桥梁抗震性能与行车安全性研究
11
作者 李勇 张海波 +1 位作者 陈树礼 刘永前 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第7期3108-3124,共17页
近断层地震动具有显著的速度脉冲效应,使得铁路简支梁桥结构面临更高的震损风险。为研究重载列车过桥时的桥梁抗震性能与行车安全性,基于ANSYS/LS-DYNA软件建立重载铁路列车-轨道-桥梁(HRTTB)耦合系统的三维模型,同时考虑桥墩、支座、... 近断层地震动具有显著的速度脉冲效应,使得铁路简支梁桥结构面临更高的震损风险。为研究重载列车过桥时的桥梁抗震性能与行车安全性,基于ANSYS/LS-DYNA软件建立重载铁路列车-轨道-桥梁(HRTTB)耦合系统的三维模型,同时考虑桥墩、支座、横向三角限位撑等关键构件及轮-轨接触的非线性特性,并通过列车运行试验结果验证其合理性。进而以某重载铁路简支梁桥为研究对象,分析近断层速度脉冲型地震动对多跨简支梁桥与重载列车耦合时的地震响应规律,并与远场波及按规范反应谱合成人工波的地震响应进行对比。研究结果表明,重载列车的存在导致HRTTB系统自振周期延长,近场地震响应显著增强。近场脉冲型地震动下,墩底平均曲率较远场和人工波分别增加了约48%和39%,部分桥墩在罕遇地震下进入弹塑性阶段。相比于桥墩,支座的响应更加敏感,固定支座的位移峰值分别增大了71.5%和55.5%,横向限位撑在支座破坏后极易失效,而支座和横向限位撑的损伤破坏可耗散部分地震能量,对桥墩起到一定的保护作用。近场地震动的横向速度脉冲效应导致列车脱轨系数分别增大了114.3%和89.1%,列车行车安全性显著降低,即使在设计地震下也会发生脱轨。建立的HRTTB非线性仿真模型计算高效并能够考虑列车系统的影响,可为其他列车-轨道-桥梁耦合系统的动力响应分析提供参考。 展开更多
关键词 近断层地震 速度脉冲效应 重载铁路简支梁桥 非线性损伤破坏 车-桥相互作用 行车安全性
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地震作用下重载铁路桥上列车脱轨规律及预警阈值研究
12
作者 龚凯 罗江铃 +2 位作者 向俊 杨泽宇 刘向明 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期4012-4023,共12页
为预防地震引起的重载铁路桥上列车脱轨事故,基于货物列车-轨道-桥梁系统空间振动计算模型,将地震波作为外部激励,建立地震作用下车-轨-桥系统空间振动计算模型;根据列车脱轨能量随机分析方法,提出地震作用下重载铁路桥上列车脱轨全过... 为预防地震引起的重载铁路桥上列车脱轨事故,基于货物列车-轨道-桥梁系统空间振动计算模型,将地震波作为外部激励,建立地震作用下车-轨-桥系统空间振动计算模型;根据列车脱轨能量随机分析方法,提出地震作用下重载铁路桥上列车脱轨全过程计算方法及列车脱轨预警原理,计算地震强度及车速条件下桥上列车脱轨全过程变化,分析地震强度及车速对轮轨相互作用的影响。研究结果表明:当地震峰值加速度大于或等于1.5 m/s^(2)时,车轮容易发生脱轨;脱轨系数及轮重减载率随地震峰值加速度增大而增大,其中,部分脱轨系数超过限值且车轮完全减载;地震作用对梁跨跨中及墩顶横向位移影响显著;将车轮脱轨瞬间转向架与钢轨横向相对位移作为控制指标,考虑安全系数,得到了具有预防列车脱轨功能的控制阈值。 展开更多
关键词 铁道工程 重载铁路 货物列车 地震作用 脱轨规律 控制阈值
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波纹板加固重载铁路涵洞动力性能分析与试验
13
作者 陈树礼 崔春锴 +1 位作者 杜明康 许宏伟 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第4期729-735,844,845,共9页
为研究波纹板技术在重载铁路盖板涵加固应用中的动力适应性问题,以某既有铁路涵洞重载扩能改造为背景,采用现场试验和数值模拟相结合的方法,开展大轴重重载列车条件下波纹板加固既有铁路盖板涵动力性能分析与试验研究。结果表明:采用波... 为研究波纹板技术在重载铁路盖板涵加固应用中的动力适应性问题,以某既有铁路涵洞重载扩能改造为背景,采用现场试验和数值模拟相结合的方法,开展大轴重重载列车条件下波纹板加固既有铁路盖板涵动力性能分析与试验研究。结果表明:采用波纹板加固后,盖板涵顶板受力和变形显著降低,实测动挠度和动应变最大值较加固前降低近50%,波纹板加固提高了涵洞整体刚度。列车正常运营条件下,数值模拟和现场实测结果数据吻合程度较好,各关键点动力响应曲线基本一致。列车提速及提轴列车条件下,盖板涵顶板跨中横向加速度、竖向加速度与速度、轴重基本呈线形变化规律,跨中横向振幅及竖向振幅与速度关系则不明显,加固后的盖板涵动力性能满足35.0 t轴重列车80 km/h的通行要求。 展开更多
关键词 波纹板 重载铁路 盖板涵 动力性能 现场试验 数值模拟
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基于响应面法及改进粒子群算法的重载铁路大机捣固作业参数优化
14
作者 许玉德 李少铮 +2 位作者 胡猛 薛志强 郭建良 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第5期88-99,共12页
大型机械作业是改善有砟轨道线路几何形位的有效手段,科学合理的捣固参数是确保铁路安全运营的关键因素。当前捣固参数的选择主要基于道床恢复质量作为评价指标,而忽视了捣固对道砟受力特性的影响。为此,采用离散元与多体动力学耦合方法... 大型机械作业是改善有砟轨道线路几何形位的有效手段,科学合理的捣固参数是确保铁路安全运营的关键因素。当前捣固参数的选择主要基于道床恢复质量作为评价指标,而忽视了捣固对道砟受力特性的影响。为此,采用离散元与多体动力学耦合方法,构建有砟道床与捣固装置的耦合模型,并通过现场试验验证模型的可靠性。在此基础上,结合响应面法和改进粒子群算法,以道床支承刚度和道砟间接触力超过临界值的比率作为响应值,对捣固频率、捣固振幅及捣镐移速等关键参数进行优化。结果表明:最优捣固参数组合为捣固频率39 Hz、捣固振幅8 mm和捣镐移速1 m·s^(-1),采用该优化参数后,在道床支承刚度保持基本不变的前提下,道砟间作用力超过临界值的比例明显降低,降幅达33.33%;捣固参数优化后道砟受力减小,不仅提升了作业质量,还可延长道砟的使用寿命。 展开更多
关键词 重载铁路 大机捣固 响应面法 粒子群算法 捣固参数优化
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重载铁路浅基桥墩加固施工风险分析及对策研究
15
作者 陈树礼 张建功 +2 位作者 李夷豪 祁鉴全 王泽涛 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第11期100-108,共9页
为保障不中断行车情况下重载铁路浅基桥墩加固施工安全进行,以某重载铁路浅基桥墩加固施工为研究对象,提出基于灰色关联系数改进的层次分析法,构建风险评价指标体系,进而开展大轴重运输条件下重载铁路浅基桥墩加固施工风险分析,探索基... 为保障不中断行车情况下重载铁路浅基桥墩加固施工安全进行,以某重载铁路浅基桥墩加固施工为研究对象,提出基于灰色关联系数改进的层次分析法,构建风险评价指标体系,进而开展大轴重运输条件下重载铁路浅基桥墩加固施工风险分析,探索基于施工安全和铁路运营安全的保障对策。研究结果表明,重载铁路浅基桥墩加固施工主要包括基础开挖、钻孔桩施工、植筋、混凝土浇筑共4道工序。依据风险评价指标体系,总风险目标层包括技术风险、管理风险和自然环境风险3项风险因素,共19项风险事件,风险后果影响包括结构安全、经济损失、运输安全和人员安全4个方面;各风险事件权重值按(0,0.04)、[0.04,0.06]、和(0.06,1.00]3个区间,划分为较小、中等和严重3个风险等级,技术风险、管理风险和自然环境风险权重值分别为0.554、0.300、0.146,技术风险权重最大;基于风险事件的等级评价,防护桩钻孔塌孔、防护桩位置偏差、开挖速度不合理、列车超速、应急救援机制不完善、安全施工措施未落实、自然灾害共7种风险事件是施工过程中的严重风险等级;在实际加固施工过程中,基于安全施工、安全监控两方面的风险控制措施能有效降低风险发生概率,对保证施工安全和铁路运营安全具有重要作用。 展开更多
关键词 重载铁路 浅基桥墩 加固施工 层次分析法 灰色关联系数 风险分析 控制对策
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重载铁路混编群组列车开行方案编制模型与算法 被引量：8
16
作者 卓芩羽 陈维亚 +1 位作者 宋宗莹 于晓泉 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期569-578,共10页
开行群组列车可以缩短列车追踪运行间隔,是提高重载铁路输送能力和减少货物总在途运输时间的潜在突破口。开行混编群组列车有利于灵活编组列车和适应多样化货物运输需求,但会使列车开行方案的编制问题变得复杂。为了优化求解具有“技术... 开行群组列车可以缩短列车追踪运行间隔,是提高重载铁路输送能力和减少货物总在途运输时间的潜在突破口。开行混编群组列车有利于灵活编组列车和适应多样化货物运输需求,但会使列车开行方案的编制问题变得复杂。为了优化求解具有“技术站始发直达”特征的重载铁路混编群组列车开行方案(包括混编群组列车的列车组群方案、停站方案和运行时刻方案),本文构建了一个多目标优化模型,并设计了一种启发式求解算法。优化模型引入了货运需求重要度作为参考指标,综合考量货物需求量、运到期限、目的站等级及运输距离等因素,以单位时段内目的站货运供需差额运输成本最小和货物总在途运输时间最短作为优化目标。约束条件主要考虑了货运供需匹配关系、货物运到期限、线路天窗时间、群组内单元列车数量限制等现实运输组织条件。考虑该模型为混合整数非线性规划模型,设计了一种模拟退火非支配排序算法(Simulated Annealing for Non-dominated Sorting, SANSA)进行求解。以某重载铁路为背景构建简化算例,计算结果表明:所构建的多目标优化模型与设计的SANSA算法能够有效获得重载铁路混编群组列车的列车组群方案(包括群组数量、组群顺序、组内单元列车数量)、停站方案和运行时刻方案;在满足既定运输需求计划情形下,该求解结果还可用于反馈分析目的站货运需求计划和最晚运到时间设定的合理性,为运输供给方案的优化调整提供参考依据。 展开更多
关键词 重载铁路运输 混编群组列车 开行方案 多目标优化 元启发式算法
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重载铁路扣件系统弹条动力响应及寿命预测 被引量：1
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作者 王煜轩 王志丰 王亚琼 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第4期65-72,共8页
为有效评估和预测重载铁路扣件系统中弹条部件的疲劳寿命,以弹条Ⅱ型扣件系统为研究对象,利用数值仿真技术建立重载铁路车-轨-基础耦合动力分析模型与扣件系统精细分析模型;通过车-轨-基础耦合模型计算出不同轴重情况下钢轨相对于轨枕... 为有效评估和预测重载铁路扣件系统中弹条部件的疲劳寿命,以弹条Ⅱ型扣件系统为研究对象,利用数值仿真技术建立重载铁路车-轨-基础耦合动力分析模型与扣件系统精细分析模型;通过车-轨-基础耦合模型计算出不同轴重情况下钢轨相对于轨枕的轨底垂向位移时程曲线,并将轨底垂向位移时程曲线作为位移激励施加于已处于正常安装状态的扣件精细化分析模型中分析弹条的应力变化情况;基于弹条的应力变化特性,通过材料应变-寿命曲线和累积损伤理论,分析轴重对弹条疲劳寿命的影响。研究结果表明:当螺栓预压力达到25 kN时,扣件系统处于标准安装状态,中肢垂向位移为10.5 mm、扣压力为10.3 kN,符合弹条Ⅱ型扣件设计要求,同时在弹条后弯肢处发生轻微局部塑性屈服;在循环动荷载作用下,轴重的增加导致弹条应力比绝对值趋向于0,使弹条应力产生更大扰动,且最大应力位置在弹条后弯肢处;弹条的疲劳寿命随轴重的增加而降低,轴重在由30 t增加至35 t过程中,疲劳寿命减少最快,35 t至40 t过程中降低速度变缓;在40 t轴重情况下弹条的疲劳寿命约为512万次,高于出厂要求的500万次寿命期望;弹条断裂破坏危险点处于与应力最大处位置相符的后弯肢处,且与现场弹条断裂位置基本一致;40 t轴重下弹条的累计通过总重约为4.1×10^(8)t,较35 t及30 t轴重时分别减少63%和95%以上。 展开更多
关键词 重载铁路 扣件弹条 疲劳寿命 轴重 车轨耦合 精细模型 数值仿真
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重载铁路黄土边坡降雨失稳机制与应急防护措施研究 被引量：2
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作者 常俊松 李浩然 +2 位作者 黄建民 王鑫磊 宫翔天 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第5期79-87,共9页
随着重载列车牵引质量和机车车辆轴重的不断提高,其作用于线路基础设施的集中荷载增加、频次增大、振动加剧,线路的安全问题逐渐凸显。为揭示重载铁路高陡黄土边坡降雨失稳机制,借助理论分析和数值仿真手段研究降雨条件下的黄土边坡基... 随着重载列车牵引质量和机车车辆轴重的不断提高,其作用于线路基础设施的集中荷载增加、频次增大、振动加剧,线路的安全问题逐渐凸显。为揭示重载铁路高陡黄土边坡降雨失稳机制,借助理论分析和数值仿真手段研究降雨条件下的黄土边坡基质吸力、应力、应变、位移、塑性区演化特征和影响因素,建立应急防护措施优选模型,并对两种典型应急工程(锚杆框架梁、抗滑桩)的防护效果进行对比评价。结果表明:随着雨水入渗,边坡土体基质吸力和有效应力呈波动态势减少,同一纵断面上,基质吸力随着深度增大而减小,坡顶的基质吸力变化速率较大,而坡脚处较小;边坡失稳分为湿陷、滑移、贯通3个阶段,坡顶最早发生失陷,坡脚位移量最大,塑性区破坏方式为剪切破坏;降雨强度与降雨时长对边坡稳定性有负相关性,黏聚力与内摩擦角对边坡稳定性有正相关性;对比锚杆框架梁和抗滑桩两种防护措施,发现抗滑桩应急防护措施边坡位移减少量是锚杆框架梁的1.2倍,综合得出抗滑桩的防护效果较好。 展开更多
关键词 重载铁路 黄土边坡 失稳机制 数值仿真 应急防护
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重载铁路曲线地段整正前后车辆-轨道动力学特性研究 被引量：2
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作者 马瑞峰 蔡小培 +2 位作者 王雨琪 辛源 李金辉 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第6期55-60,142,共7页
针对重载铁路曲线段存在的曲线半径异常问题,基于多体动力学理论,建立重载列车-轨道动力学耦合模型,结合调研的曲线半径异常数据,研究曲线半径异常变化量、曲线半径对车辆-轨道动力特性的影响。结果表明:长期复杂运营条件下,小半径曲线... 针对重载铁路曲线段存在的曲线半径异常问题,基于多体动力学理论,建立重载列车-轨道动力学耦合模型,结合调研的曲线半径异常数据,研究曲线半径异常变化量、曲线半径对车辆-轨道动力特性的影响。结果表明:长期复杂运营条件下,小半径曲线段的最大拨道量可达91 mm,曲线半径异常量约为6 m。小半径曲线段存在半径异常时,半径异常增大对内轨垂、横向力的影响更大,而外轨垂、横向力受半径异常减小的影响更大,内外轨横向力在半径异常量为9 m分别增大36.16%和58.72%,脱轨系数与轮重减载率分别增大91%和242%;即使曲线半径发生较小变化时,也会对列车运行的安全性造成较大影响;半径异常增大对车辆部件的加速度变化影响均小于半径异常减小的影响。曲线半径越大,轮轨力、安全性系数、车体及转向架加速度的变化受曲线半径异常的影响越小;由于轮对直接与钢轨接触,轮对加速度变化受曲线半径的影响较大;曲线整正后,轮轨力垂、横向力最大可分别降低12.5 kN和10.69 kN,脱轨系数、轮重减载率以及车体加速度在整正后可分别降低42%、69%和73%,转向架和轮对垂向加速度的变化量分别在0.186g和4.00g左右。 展开更多
关键词 重载铁路 曲线整正 小半径曲线 半径异常 动力学耦合模型 动力特性
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重载铁路非饱和路基三维动力响应分析 被引量：1
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作者 杜业峰 崔新壮 +3 位作者 包振昊 李向阳 郝建文 张圣琦 《铁道学报》 北大核心 2025年第3期118-125,共8页
基于扩展Biot孔隙理论,建立交通荷载作用下轨道-轨枕-道砟-非饱和路基耦合三维动力学模型;利用双重Fourier变换得到频域内路基土三维动力响应的半解析解;采用数值积分方法得到土体动力响应时程曲线,并计算出土体的应力路径;在大秦重载... 基于扩展Biot孔隙理论,建立交通荷载作用下轨道-轨枕-道砟-非饱和路基耦合三维动力学模型;利用双重Fourier变换得到频域内路基土三维动力响应的半解析解;采用数值积分方法得到土体动力响应时程曲线,并计算出土体的应力路径;在大秦重载铁路开展动应力现场测试,验证动力学模型的正确性,研究不同列车轴重、速度、土体饱和度等对非饱和路基三维动力响应和应力路径的影响。结果表明:列车速度对水平正应力σ_(x)和σ_(y)影响显著,而对竖向正应力σ_(z)和剪应力τ_(xz)的影响并不明显;各项动力响应参数均随着列车轴重的增加而等比提高;随着深度的变化,各项动力响应曲线的波形也会随之变化,深度越深,曲线峰值个数越少;移动列车荷载会引起路基土单元应力主轴旋转,随着深度的增加,应力路径逐渐由四圈缩减为一圈。该研究对重载铁路路基结构设计与服役性能提升具有重要理论价值。 展开更多
关键词 重载铁路 三维动应力 现场测试 理论计算 应力路径
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