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高速铁路简支梁桥震致轨道几何不平顺速度谱强度量化指标研究
1
作者 周旺保 祖凌智 +3 位作者 彭东航 蒋丽忠 余建 刘韶辉 《铁道学报》 北大核心 2025年第3期99-108,共10页
桥面轨道作为直接承载列车行驶的载体,轨道平顺状态直接影响行车安全,因此量化震后轨道平顺程度对指导震后运营具有重要的研究意义。本文创新地将量化地震动强度的速度谱强度应用于量化震后轨道几何不平顺的劣化程度,利用车桥耦合模型... 桥面轨道作为直接承载列车行驶的载体,轨道平顺状态直接影响行车安全,因此量化震后轨道平顺程度对指导震后运营具有重要的研究意义。本文创新地将量化地震动强度的速度谱强度应用于量化震后轨道几何不平顺的劣化程度,利用车桥耦合模型计算的车辆响应与震致轨道不平顺的速度谱强度值作相关性分析及函数拟合。研究结果表明:震后轨道不平顺的速度谱强度值随行车速度的增加近似线性增长;震后轨道不平顺的速度谱强度值与车辆响应特性及行车指标存在明显的线性和非线性正相关关系,速度谱强度指标可用于建立震后轨道平顺程度与桥上行车性能及车体响应特性间映射关系,该指标的建立可为基于行车性能的震后轨道平顺量化指标体系奠定基础。 展开更多
关键词 高速铁路 CRTSⅢ型无砟轨道 轨道几何不平顺 速度谱强度指标 行车性能
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车辆循环动载下高速铁路路基累积变形预测研究 被引量：1
2
作者 李正 徐磊 +4 位作者 王卫东 杜香刚 余志武 刘鹏飞 曾志平 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1445-1456,共12页
高速铁路路基在车辆荷载反复作用下不可避免地产生累积变形,影响铁路轨道-路基结构服役性能和车辆运行品质。为探明高铁路基在循环车辆动载下的累积变形空间分布特性和长期发展规律,建立车致路基累积变形预测模型,其主要由2个子模块组成... 高速铁路路基在车辆荷载反复作用下不可避免地产生累积变形,影响铁路轨道-路基结构服役性能和车辆运行品质。为探明高铁路基在循环车辆动载下的累积变形空间分布特性和长期发展规律,建立车致路基累积变形预测模型,其主要由2个子模块组成:1)基于多体动力学和有限单元法建立的高速铁路车辆-轨道-路基耦合时变动力学模型;2)基于建立的车辆-轨道-路基动力相互作用模型,引入路基累积变形预测模型,利用循环跳跃的方式预测不同车辆荷载累积次数下路基的累积变形及其空间分布规律。2个模块的交互方面,在每次循环跳跃后,将路基累积变形空间映射至轨道,形成轨面附加几何不平顺,并同步更新迭代系统动力矩阵,建立了车致路基累积变形与系统动力响应之间的关联关系。研究结果表明:本文提出的计算模型可较好地揭示路基土体累积变形在循环车辆动载下的演化规律;采用循环跳跃的方法可更为真实准确地预测路基的累积变形,其计算的路基累积变形最大值为2.6069 mm,而未采用循环跳跃方法计算出的累积变形最大值则为1.7 mm,低估了34.8%。路基累积变形在前期发展较快,后期由于土体被不断夯实,累积变形的演化呈现减缓趋势,累积变形速率从1次加载0.035 mm减小到1次加载小于10^(-6)mm;在路基具有初始不均匀变形的区域内,路基累积变形的幅值大于路基没有初始不均匀变形的区域;路基的累积变形对系统的垂向动力响应的影响显著,动力响应表现为增大的趋势;对于系统的横向振动,累积变形的影响较小。本文提出的方法和研究结果可为高速铁路路基不均匀累积变形控制和预测提供技术支撑。 展开更多
关键词 铁道工程 车辆-轨道-路基动力相互作用 路基累积变形 空间几何映射 时变动力系统
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高速铁路多跨长联矮塔斜拉桥减隔震设计研究 被引量：1
3
作者 余鹏 杨喜文 《铁道勘察》 2024年第1期117-123,共7页
多跨长联连续梁结构存在固定墩地震力大、延性部位震后不易恢复等问题,在高烈度震区抗震设计存在困难。为了解决高速铁路多跨长联矮塔斜拉桥的抗震设计问题,以某(65.65+8×110+65.65) m单索面预应力混凝土矮塔斜拉桥为研究对象,采... 多跨长联连续梁结构存在固定墩地震力大、延性部位震后不易恢复等问题,在高烈度震区抗震设计存在困难。为了解决高速铁路多跨长联矮塔斜拉桥的抗震设计问题,以某(65.65+8×110+65.65) m单索面预应力混凝土矮塔斜拉桥为研究对象,采用非线性时程积分方法,对单固定墩、刚构连续梁和摩擦摆支座隔震3种不同的抗震体系方案进行分析比选。研究结果表明,采用摩擦摆支座隔震体系方案优势明显,在地震作用下,与单固墩体系相比,桥墩横桥向墩底弯矩普遍减小70%以上,固定墩纵桥向墩底弯矩减小约80%;进一步通过摩擦摆隔震支座参数分析,确定了合适的支座参数,获得较好的支座变形量、墩顶剪力,减隔震效果明显。因此,在桥墩剪跨比小、下部结构刚度大的情况下,设置摩擦摆隔震支座后,可显著减小地震时下部结构的地震响应,使各个桥墩受力均匀,同时通过合理的支座设计可满足大震位移需求,并具有足够的自复位能力。 展开更多
关键词 高速铁路 多跨长联连续梁结构 矮塔斜拉桥 减隔震设计 摩擦摆隔震支座 高烈度震区
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高速铁路0.01~1 m波段高低轨道不平顺特性分析 被引量：5
4
作者 陈宪麦 彭良坤 +3 位作者 孙宪夫 魏子龙 杨飞 董春敏 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期891-900,共10页
随着我国高速铁路发展规模的不断扩大及运营速度的不断提升,轨道短波不平顺引起的振动与噪声问题日益严重。深入研究高速铁路短波不平顺的时域、频域与时频域特征,对精准掌握高速铁路轨道短波平顺状态及其引起的车-轨系统振动、伤损等... 随着我国高速铁路发展规模的不断扩大及运营速度的不断提升,轨道短波不平顺引起的振动与噪声问题日益严重。深入研究高速铁路短波不平顺的时域、频域与时频域特征,对精准掌握高速铁路轨道短波平顺状态及其引起的车-轨系统振动、伤损等一系列问题具有重要的参考价值。以某高速铁路实测0.01~1 m波段轨面高低不平顺数据为研究对象,经过数据预处理剔除异常值并消除趋势项后,对实测不平顺数据进行时域分析,得到该高铁线路短波不平顺数据的统计与分布特性。采用平均周期图法计算该高铁线路轨道短波不平顺功率谱密度,应用非线性最小二乘拟合优化算法进行拟合,提出高速铁路轨道短波不平顺谱。从时频域角度对该段数据进行经验模态分解与希尔伯特变换,分析该高铁线路短波不平顺的希尔伯特谱与边际谱。研究结果表明:该高铁线路轨道短波不平顺数据各统计量幅值都较小,且近似服从正态分布;该高铁线路轨道短波不平顺功率谱密度存在与钢轨波磨有关的多个周期性成分,提出的高速铁路短波不平顺谱函数能够很好地对实测功率谱密度进行拟合,且拟合效果优于经典的SATO建议的短波谱与50 kg/m钢轨的短波谱;对该高铁线路轨道可能存在的短波病害进行识别与定位,时频域分析的方法可以较好地应用于高速铁路轨道平顺性的分析与日常的管理维护。 展开更多
关键词 短波不平顺 时域分析 轨道谱 拟合 希尔伯特变换
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智能铁路施工监测关键技术研究与发展 被引量：2
5
作者 单智 梁雨灵 +2 位作者 陈辉华 豆豪磊 周景深 《铁道运输与经济》 北大核心 2024年第7期115-123,共9页
从绿色、技术、信息互联3个层面,分析智能铁路施工监测的监测需求。同时,基于文献分析,从研究的数量趋势、主题分布、应用方向3个维度,阐述国内外文献研究概况,识别出北斗卫星导航、5G、人工智能、大数据、物联网、云计算、边缘计算、... 从绿色、技术、信息互联3个层面,分析智能铁路施工监测的监测需求。同时,基于文献分析,从研究的数量趋势、主题分布、应用方向3个维度,阐述国内外文献研究概况,识别出北斗卫星导航、5G、人工智能、大数据、物联网、云计算、边缘计算、区块链、AR/VR等关键技术,进一步按照监测设备与通信技术、数据识别与分析方法、监测管理平台三大应用方向,分析关键技术研究现状。然后,基于关键技术特点,展开分析智能铁路施工监测关键技术赋能机制,从基础研究薄弱、融合深度不足、工业化范例缺乏等方面指出关键技术应用障碍,并基于技术发展趋势展望智能铁路施工监测发展。结果表明,智能铁路施工监测关键技术支撑体系在我国已初具雏形,并仍在深化基础研究和促进成果转化中。 展开更多
关键词 智能铁路 施工监测 技术协同 人工智能 大数据
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高速铁路自复位摇摆桥墩抗震性能分析 被引量：1
6
作者 周旺保 王晓婵娟 +3 位作者 聂磊鑫 蒋丽忠 付豪 蒋智勇 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期38-49,共12页
基于OpenSEES平台分别建立4跨高速铁路传统简支梁桥和摇摆桥墩简支梁桥系统的有限元模型,并依据摇摆桥墩的基本抗震设防目标,设计摇摆桥墩耗能构件的面积和承载力。在考虑地震动随机性基础上,进行自复位摇摆桥墩在高铁桥梁系统中的抗震... 基于OpenSEES平台分别建立4跨高速铁路传统简支梁桥和摇摆桥墩简支梁桥系统的有限元模型,并依据摇摆桥墩的基本抗震设防目标,设计摇摆桥墩耗能构件的面积和承载力。在考虑地震动随机性基础上,进行自复位摇摆桥墩在高铁桥梁系统中的抗震性能研究。结果表明:罕遇地震下自复位摇摆耗能装置能够有效降低墩底最大弯矩,减震率达20.26%,进而减少墩身损伤,但碰撞效应使墩底最大轴力放大了74.7%;墩底耗能构件基本进入塑性但未完全被破坏,可实现震后快速修复;摇摆桥墩的最大墩顶位移比传统桥墩增加了66%,但位移组成中可自复位的刚体旋转变形远大于弯曲变形,因此震后残余位移减少了35%;摇摆耗能机制对支座最大变形的减震率达12.3%,使主梁最大变形增大了约49%,但对其残余变形的影响在1 mm内;轨道约束会削弱桥墩摇摆行为,使墩顶最大位移减少了14%,但对墩顶残余位移无明显影响。 展开更多
关键词 高速铁路 自复位摇摆桥墩 随机地震 韧性抗震设计 抗震性能
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基于XGBoost-SVR组合模型的高速公路建造碳排放量预测方法研究 被引量：1
7
作者 林宇亮 熊锦江 +1 位作者 邢浩 宁曦 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2588-2599,共12页
开展高速公路碳排放量预测是实现交通领域节能减排的重要内容之一。选取高速公路建设中影响碳排放的路基长度、路面面积、桥梁长度、隧道长度等14个参数,采用生命周期评价法(LCA)对高速公路建造碳排放量进行核算,获得80个高速公路碳排... 开展高速公路碳排放量预测是实现交通领域节能减排的重要内容之一。选取高速公路建设中影响碳排放的路基长度、路面面积、桥梁长度、隧道长度等14个参数,采用生命周期评价法(LCA)对高速公路建造碳排放量进行核算,获得80个高速公路碳排放样本,并对碳排放量影响参数的重要性进行分析。通过等值赋权、残差赋权和自适应赋权3种赋权组合方式,建立XGBoost-SVR机器学习组合模型。结合高速公路碳排放样本,通过XGBoost-SVR组合模型训练得到碳排放量预测结果。基于误差和相关指数分析,对3种赋权方式的组合模型预测结果进行评判,并与单机器学习模型结果进行对比。研究结果表明:XGBoostSVR组合模型融合了XGBoost和SVR模型的优点,其预测效果明显优于单机器学习模型的预测效果;对比等值赋权、残差赋权和自适应赋权,基于自适应赋权的XGBoost-SVR模型预测精度最高,建议应用于高速公路建造碳排放量预测。 展开更多
关键词 高速公路 碳排放量预测 组合模型 自适应赋权
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横向地震作用下高速铁路CRTSⅢ型无砟轨道-桥梁系统震致轨道不平顺研究 被引量：6
8
作者 周旺保 彭东航 +2 位作者 蒋丽忠 刘丽丽 余建 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2773-2784,共12页
为探究高速铁路轨道−桥梁系统震后轨道不平顺的产生机理,以桥面铺设CRTSⅢ型无砟轨道结构的高速铁路轨道−桥梁系统为对象,考虑钢轨、扣件、轨道板、自密实混凝土层、隔离层土工布、弹性橡胶垫、底座板等轨道结构部件,建立非线性动力仿... 为探究高速铁路轨道−桥梁系统震后轨道不平顺的产生机理,以桥面铺设CRTSⅢ型无砟轨道结构的高速铁路轨道−桥梁系统为对象,考虑钢轨、扣件、轨道板、自密实混凝土层、隔离层土工布、弹性橡胶垫、底座板等轨道结构部件,建立非线性动力仿真模型,分析轨道−桥梁系统在不同地震动强度下各关键构件的损伤规律及震致轨道残余位移分布规律,建立映射轨道不平顺计算模型,并将其与震致轨道不平顺有限元计算结果进行对比。研究结果表明:地震将引起显著的轨道不平顺,恶化钢轨的平顺程度,在设计地震和罕遇地震作用下,钢轨在梁缝处有明显折角,行车安全设计时应重点关注梁缝处的钢轨变形。钢轨的应力峰值出现在梁缝处,其应力大于钢轨的容许屈服应力。单元板式轨道结构的扣件极易在梁缝位置损坏,远离梁缝的扣件均处于健康状态。自密实混凝土与底座板不会相对滑动,二者的层间残余位移极小。在设计地震和罕遇地震下,固定支座以及滑动支座均产生显著的残余位移,而桥墩残余位移较小。隔离层以及桥墩的残余位移对于震致轨面几何形态变位的贡献可以忽略不计,震致轨道不平顺主要由扣件以及支座的残余变形引起。 展开更多
关键词 高速铁路桥梁 CRTSⅢ型轨道系统 残余位移 轨道不平顺 损伤规律 映射关系
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高速铁路轨道-简支梁桥系统桥上行车性能试验研究 被引量：5
9
作者 蒋丽忠 聂磊鑫 +3 位作者 周旺保 张云泰 余建 柴喜林 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1711-1718,共8页
基于多跨高速铁路CRTSII型无砟轨道简支梁桥系统开展桥上行车动力性能室内缩尺试验,并对不同列车行驶速度下钢轨、轨道板、底座板和主梁的竖向动力响应规律进行分析。研究结果表明:层间阻尼效应使不同构件层的竖向位移时程曲线的峰值及... 基于多跨高速铁路CRTSII型无砟轨道简支梁桥系统开展桥上行车动力性能室内缩尺试验,并对不同列车行驶速度下钢轨、轨道板、底座板和主梁的竖向动力响应规律进行分析。研究结果表明:层间阻尼效应使不同构件层的竖向位移时程曲线的峰值及其形状有显著差异,主梁、底座板、轨道板和钢轨的竖向位移响应峰值依次增大;随行车速度增加,各构件的竖向位移时程曲线震荡波动明显增大;轮对与轨道-桥梁系统接触位置的局部效应非常显著,轮对局部作用对钢轨、轨道板、底座板和主梁的动力变形的影响依次减弱;轨道板和钢轨动力系数比较接近且明显大于主梁和底座板的动力系数,调整CA砂浆层阻尼参数能有效控制移动列车作用下桥梁-轨道系统动力特性。 展开更多
关键词 高速铁路简支梁桥 无砟轨道 缩尺试验 桥上行车试验 动力系数
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基于结构方程模型的绿色铁路建造能力形成机理研究 被引量：1
10
作者 王青娥 潘阿敏 +1 位作者 郭珍旭 潘丽鹦 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1213-1221,共9页
在“碳达峰碳中和”双碳目标驱动下,铁路的绿色转型势在必行,然而目前铁路工程企业绿色铁路建造能力尚显不足,究其原因是由于绿色铁路建造能力建设目标不明确、依据不充分。首先,通过文献分析归纳出绿色铁路建造能力的4个构成维度,筛选... 在“碳达峰碳中和”双碳目标驱动下,铁路的绿色转型势在必行,然而目前铁路工程企业绿色铁路建造能力尚显不足,究其原因是由于绿色铁路建造能力建设目标不明确、依据不充分。首先,通过文献分析归纳出绿色铁路建造能力的4个构成维度,筛选识别出5类影响因素和23个影响因素指标。其次,根据绿色铁路建造领域相关研究成果提出影响因素作用的研究假设,建立结构方程概念模型。最后,通过调查问卷进行数据收集,进行理论模型的拟合和检验,再基于拟合结果分析揭示各影响因素对企业绿色铁路建造能力的作用效应。研究结果表明:企业技术发展及人才建设水平、行业发展水平、企业内部绿色发展水平、企业综合管理水平和政府推力对绿色铁路建造能力均有显著正向影响,且影响效应依次递减;政府推力和行业发展水平仅对绿色铁路建造能力产生间接影响,企业内部绿色发展水平、企业综合管理水平和企业技术发展及人才建设水平仅起直接作用。研究揭示了绿色铁路建造能力的形成机理,为提高企业绿色铁路建造能力提供理论依据,有助于提高铁路工程企业对绿色铁路建造能力的认知水平,帮助其快速实现绿色转型。 展开更多
关键词 绿色铁路 绿色建造能力 影响因素 结构方程模型 形成机理
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铁路物流中心绿色运营评价方法研究
11
作者 邓璐媛 张玉召 +3 位作者 张红伟 叶沐辰 胡月琪 杨建铃 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第12期60-66,共7页
随着我国铁路货运分担率升高,铁路物流中心负荷量逐年增加。针对目前我国绿色铁路评价体系在货运场站部分及运营阶段存在空白的现状,为推动铁路物流中心绿色运营发展,响应建设近零碳货运场站的目标,研究一套针对我国铁路物流中心的评价... 随着我国铁路货运分担率升高,铁路物流中心负荷量逐年增加。针对目前我国绿色铁路评价体系在货运场站部分及运营阶段存在空白的现状,为推动铁路物流中心绿色运营发展,响应建设近零碳货运场站的目标,研究一套针对我国铁路物流中心的评价指标体系和方法十分必要。首先明晰绿色铁路内涵及物流中心运营特点。在满足合理性、全面性、可操作性原则的基础上,建立以节能降耗、环境污染治理、生态环境、资源利用与管理、运营管理为4个目标层,分解得到8个准则层,最终具体至23个方案层指标的三级绿色运营评价指标体系;然后利用可拓层次分析法(EAHP)得到较为客观的各级指标权重,并依据指标性质各异、信息贫乏等灰色特性,选取灰色聚类法进行评价,从而构建基于EAHP赋权的灰色聚类综合评价模型;最后,以西北地区某物流中心为例进行应用,结果表明,该物流中心最大隶属度为0.3694,根据划分标准判断绿色运营等级为“良”,绿色运营程度中等偏上,经分析与实际情况基本相符,验证了所建指标体系及模型的可行性。 展开更多
关键词 绿色铁路工程 铁路物流中心 评价方法 可拓层次分析法 灰色聚类法
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基于ISM-MICMAC的绿色铁路建造能力影响因素研究
12
作者 王青娥 唐润西 +1 位作者 潘丽鹦 王孟钧 《铁道工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期117-123,共7页
研究目的:随着“双碳”战略的逐步落地,铁路行业与生态环境协调发展的需求越来越迫切。对于铁路工程企业而言,绿色铁路建造能力是一项极为重要的能力。本研究结合绿色铁路相关政策文件,基于文献研究和专家访谈,筛选总结出绿色铁路建造... 研究目的:随着“双碳”战略的逐步落地,铁路行业与生态环境协调发展的需求越来越迫切。对于铁路工程企业而言,绿色铁路建造能力是一项极为重要的能力。本研究结合绿色铁路相关政策文件,基于文献研究和专家访谈,筛选总结出绿色铁路建造能力的4类20个影响因素;对最终确定的绿色铁路建造能力影响因素,采用解释结构模型(ISM)和改进的MICMAC方法分析各因素的作用机理;基于ISM将绿色铁路建造能力影响因素分为5个层级,并构建其多级递阶结构图,在此基础上运用改进的MICMAC方法根据可达矩阵得到各影响因素驱动力和依赖度的大小及其比值,并绘制象限图。研究结论:(1)企业社会责任感和绿色建造扶持政策的驱动力与依赖度比值相对较大,可直接或间接影响其他因素,两者位于多级递阶结构图的底层,是绿色铁路建造能力的根本因素;(2)绿色发展形象、绿色制度完善程度、绿色技术研发投入、绿色技术人才培养、绿色技术应用程度和绿色数智化程度的驱动力与依赖度比值相对较小,均属于结果因素,除绿色技术研发投入外均可对绿色铁路建造能力产生直接影响;(3)本文研究可完善绿色铁路领域的理论基础,进而促进绿色铁路建造能力的提升,加快铁路行业朝节能环保方向的进程。 展开更多
关键词 绿色铁路 影响因素 绿色建造能力 ISM MICMAC
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水介质对高速铁路车-桥耦合系统动力响应的影响研究
13
作者 周智辉 沈浩杰 +1 位作者 蔡陈之 朱小杰 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期405-411,共7页
在列车运行过程中,水介质条件下导致的轮轨低黏着会直接影响列车的牵引、制动和曲线通过能力,尤其是高速列车,同时对桥梁动力响应产生影响。为保证高速动车组的安全运行,有必要就高速轮轨黏着对车-桥动力响应的影响展开详细的研究。以... 在列车运行过程中,水介质条件下导致的轮轨低黏着会直接影响列车的牵引、制动和曲线通过能力,尤其是高速列车,同时对桥梁动力响应产生影响。为保证高速动车组的安全运行,有必要就高速轮轨黏着对车-桥动力响应的影响展开详细的研究。以高速铁路动车组和混凝土简支箱梁桥为研究对象,基于ANSYS软件建立的桥梁结构有限元模型和SIMPACK软件建立的车辆模型及轮轨模型,通过车辆和桥梁子系统之间的相互关系建立考虑水介质作用下32 m桥跨下的车-轨-桥耦合振动联合仿真模型。采用改进的MJP-40型微型控制摩擦磨耗试验机展开室内试验,测得所需要的干、水介质条件下的轮轨黏着系数。将德国高速低干扰轨道不平顺谱生成的轨道不平顺样本作为车-桥耦合系统的初始激励源,选取车体振动加速度、轮对横移量、脱轨系数和桥梁动力响应(位移和加速度)作为评价指标,通过数值模拟仿真分别在不同车速和黏着系数条件下对高速铁路桥梁动力响应及桥上列车运行安全的影响进行研究。研究结果表明:干摩擦工况下,车-桥系统动力响应随着行车速度提高而增加,但均在现有规范限制内;与干摩擦工况相比较,水介质条件下的轮-轨黏着系数最大降低约52.6%,水介质条件下的低黏着系数会降低车辆振动加速度、脱轨系数和桥梁横向振动加速度。 展开更多
关键词 水介质 黏着系数 简支箱梁 车-桥耦合 动力响应
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高速铁路桥墩损伤量化研究 被引量：11
14
作者 胡章亮 魏标 +1 位作者 蒋丽忠 李姗姗 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期60-68,共9页
高速铁路桥墩的损伤判定及其量化是评估整个高速铁路桥梁损伤的一个关键问题。首先,根据抗震性能目标定义了高速铁路桥墩的损伤等级。其次,选取墩顶飘移比作为损伤指标,通过统计大量符合高速铁路桥墩特征的低配筋实心和空心桥墩拟静力... 高速铁路桥墩的损伤判定及其量化是评估整个高速铁路桥梁损伤的一个关键问题。首先,根据抗震性能目标定义了高速铁路桥墩的损伤等级。其次,选取墩顶飘移比作为损伤指标,通过统计大量符合高速铁路桥墩特征的低配筋实心和空心桥墩拟静力试验数据,获得了不同损伤等级下的墩顶飘移比分布及不同保证率对应的墩顶飘移比限值。最后,统计振动台试验结果初步确定了墩顶飘移比作为损伤指标用的保证率,同时对比非统计样本的桥墩抗震性能试验和数值模拟结果验证所提损伤指标量化值的准确性。分析结果表明:低配筋实心桥墩和空心桥墩墩顶飘移比大致分别服从对数正态和正态分布;建议分别采用90%和95%保证率的墩顶飘移比限值量化高速铁路实心桥墩和空心桥墩的地震损伤;所提出的高速铁路桥墩损伤指标准确、合理且计算简便,可以供地震作用下高速铁路桥梁损伤评估使用。 展开更多
关键词 高速铁路桥墩 损伤指标 墩顶飘移比 保证率
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高速铁路箱式路基沉降限值研究 被引量：8
15
作者 余雷 朱志辉 +3 位作者 秦宇 王祥 王亚威 郑纬奇 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3203-3216,共14页
为了解决低墩桥梁造价高,传统路基填料耗费多、占地面积大等难题,提出新型“箱式路基”结构。然而在高速铁路运营过程中地基不可避免会发生不均匀沉降,影响箱式路基服役性能和列车的安全运行。为确定新型箱式路基结构的沉降限值,从轨道... 为了解决低墩桥梁造价高,传统路基填料耗费多、占地面积大等难题,提出新型“箱式路基”结构。然而在高速铁路运营过程中地基不可避免会发生不均匀沉降,影响箱式路基服役性能和列车的安全运行。为确定新型箱式路基结构的沉降限值,从轨道结构受力变形和列车走行性2方面研究了地基沉降对箱式路基静、动力学特性的影响。考虑有砟和无砟2种轨道形式,根据箱式路基结构特点确定了错台、折角、对折和横向错位4种沉降类型;通过建立轨道−箱式路基非线性有限元模型,分析了不同沉降类型和沉降幅值下的扣件竖向力和10 m弦长矢度值;建立列车−轨道−箱式路基耦合动力学模型,采用联合仿真方法分析了不同沉降类型、不同沉降幅值和不同行车速度下的列车动力响应;综合静力、动力计算结果并结合规范得出了箱式路基沉降限值。研究结果表明,对于有砟轨道−箱式路基结构,除350 km/h错台沉降工况下的沉降限值由动力指标中的轮重减载率控制外,其他工况下的沉降限值均由静力指标中的10 m弦长矢度值控制;对于无砟轨道−箱式路基结构,其沉降限值不受动力指标控制,错台、横向错位沉降限值由扣件竖向力控制,折角、对折沉降限值由10 m弦长矢度值控制。有砟轨道−箱式路基在错台、折角、对折和横向错位4种沉降下的限值分别为4.02,17.63,9.17和5.53 mm,无砟轨道−箱式路基在4种沉降下的限值分别为2.48,17.43,8.79和2.55 mm。 展开更多
关键词 箱式路基 有砟轨道 无砟轨道 轨道变形 行车安全性 沉降限值
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高速铁路拱塔斜拉桥上无砟轨道隔离层变形协调性能研究 被引量：3
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作者 郑纬奇 陈奏捷 +2 位作者 盛兴旺 徐弘毅 杨鹰 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期4256-4265,共10页
为保证高速铁路大跨度桥上无砟轨道服役寿命,提高行车安全性,需对服役环境中高速铁路桥上无砟轨道隔离层变形协调性能进行研究。以高速铁路拱塔斜拉桥为工程背景,考虑桥上无砟轨道隔离层力学特性,建立拱塔斜拉桥-无砟轨道体系精细化分... 为保证高速铁路大跨度桥上无砟轨道服役寿命,提高行车安全性,需对服役环境中高速铁路桥上无砟轨道隔离层变形协调性能进行研究。以高速铁路拱塔斜拉桥为工程背景,考虑桥上无砟轨道隔离层力学特性,建立拱塔斜拉桥-无砟轨道体系精细化分析模型,研究温度以及列车荷载组合作用,设置橡胶和土工布2种不同类型隔离层的拱塔斜拉桥-无砟轨道层间变形协调性能。结果表明:整体升温与索梁温差对桥上无砟轨道层间变形的影响不大,日照温度效应是引起桥上无砟轨道层间离缝的主要原因;采用土工布隔离层无砟轨道变形跟随性差,而橡胶隔离层能够有效改善桥上无砟轨道各结构层之间的变形协调性能,且体刚度较小的橡胶隔离层能有效减少层间离缝程度;温度效应以及列车荷载组合作用下,拱塔斜拉桥主梁各支承处、主梁非拉索区的无砟轨道隔离层层间变形协调性较差,均出现了轨道层间离缝现象。层间离缝最大值出现在塔梁固结区域。建议背景工程主梁拉索区CRTS-III型板式无砟轨道选用体刚度0.1 N/mm^(3)的橡胶隔离层,主梁各支承和非拉索区CRTS-III型板式无砟轨道选用体刚度0.05 N/mm^(3)的橡胶隔离层,以改善拱塔斜拉桥上无砟轨道的适用性。本文研究结论可为大跨度桥上无砟轨道的推广应用提供技术参考。 展开更多
关键词 拱塔斜拉桥 无砟轨道 橡胶隔离层 土工布隔离层 变形协调 层间离缝
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高速铁路大跨度斜拉桥上无砟轨道振动特性试验研究 被引量：2
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作者 郑纬奇 盛兴旺 +1 位作者 朱志辉 罗天靖 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期79-88,共10页
应用橡胶隔离层可提高大跨度斜拉桥上无砟轨道的适应性,但橡胶隔离层的引入会改变桥上无砟轨道结构的振动特征。文章设计制作了大跨度斜拉桥-无砟轨道节段模型,开展了多个工况的力锤锤击试验,探讨了土工布隔离层或橡胶隔离层无砟轨道的... 应用橡胶隔离层可提高大跨度斜拉桥上无砟轨道的适应性,但橡胶隔离层的引入会改变桥上无砟轨道结构的振动特征。文章设计制作了大跨度斜拉桥-无砟轨道节段模型,开展了多个工况的力锤锤击试验,探讨了土工布隔离层或橡胶隔离层无砟轨道的振动特征和振动传递规律,对比分析其减振效果。主要得到以下结论:橡胶隔离层的引入,降低了道床板的振动频率,对其振动模态特性也有一定的影响;在选择无砟轨道隔离层时应充分考虑道床板-橡胶隔离层体系的固有频率。橡胶隔离层使无砟轨道结构的振动激励频段更加集中,振动更加稳定,衰减过程更加平稳。橡胶隔离层对混凝土道床板的振动传递有明显的衰减作用;与土工布隔离层相比,橡胶隔离层具有明显的减振作用,其减振效果高达土工布隔离层的10倍以上,在无砟轨道中合理地引入橡胶隔离层可以有效地降低振动水平,在提高大跨度斜拉桥上无砟轨道服役性能的同时改善其振动特征。 展开更多
关键词 大跨度斜拉桥 无砟轨道 锤击试验 振动模态特征 振动传递特性 减隔振 时-频域分析
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大跨铁路混凝土梁矮塔斜拉桥结构体系研究 被引量：2
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作者 刘晓春 符应文 +2 位作者 李海华 谢腾飞 韦国华 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期134-140,共7页
为研究不同结构体系对大跨铁路混凝土梁矮塔斜拉桥力学性能的影响,并寻求最优的结构体系,以崇凭铁路上金左江双线特大桥为背景,采用MIDAS Civil和ANSYS软件建立主桥有限元模型及车-轨-桥耦合动力学模型,对半飘浮体系、刚构体系、塔梁固... 为研究不同结构体系对大跨铁路混凝土梁矮塔斜拉桥力学性能的影响,并寻求最优的结构体系,以崇凭铁路上金左江双线特大桥为背景,采用MIDAS Civil和ANSYS软件建立主桥有限元模型及车-轨-桥耦合动力学模型,对半飘浮体系、刚构体系、塔梁固结体系和塔梁固结-刚构组合(高墩塔墩梁固结、矮墩纵向设置双排活动支座)体系方案进行比选,分析典型工况下主桥的静、动力特性。结果表明:在列车活载和温度作用下,采用塔梁固结-刚构组合体系的桥梁受力性能良好,采用较小的梁高即可满足桥梁结构的刚度要求;CRH2列车编组通过时不同结构体系的桥梁结构和列车编组的动力响应值均满足要求,考虑温度变形影响时不同结构体系对列车运行的安全性和舒适性的影响较小。基于力学性能计算结果,上金左江双线特大桥主桥最终采用塔梁固结-刚构组合体系。 展开更多
关键词 铁路桥 矮塔斜拉桥 结构体系 塔梁固结-刚构组合体系 静力性能 动力性能 有限元法
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重载铁路桥梁体外预应力筋加固性能研究
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作者 宋力 陈岩 +2 位作者 刘冉 蒋丽忠 余志武 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3400-3415,共16页
运营提载会导致重载铁路桥梁损伤累积和刚度退化加剧,对重载铁路预应力混凝土桥梁进行加固可以改善桥梁的受力状况,提高桥梁承载能力。为了研究重载铁路桥梁体外预应力筋加固的性能,分别制作重载铁路24 m超低高度预应力混凝土梁的未加... 运营提载会导致重载铁路桥梁损伤累积和刚度退化加剧,对重载铁路预应力混凝土桥梁进行加固可以改善桥梁的受力状况,提高桥梁承载能力。为了研究重载铁路桥梁体外预应力筋加固的性能,分别制作重载铁路24 m超低高度预应力混凝土梁的未加固足尺试验模型与体外预应力筋加固足尺试验模型,并开展200万次疲劳试验与疲劳后静力试验。建立未加固预应力混凝土梁与体外预应力筋加固预应力混凝土梁的精细化有限元模型,通过试验与有限元分析,研究加固前后重载铁路预应力混凝土梁的静力与疲劳性能,揭示加固前后梁体挠度和应力变化规律,并分析不同轴重列车作用下加固预应力混凝土梁的力学性能。研究结果表明:重载铁路桥梁外加预应力筋的加固效果良好,疲劳试验中加固梁刚度退化幅度、跨中挠度、梁内预应力筋应力、梁底及下翼缘混凝土应力显著比未加固梁的小;在33 t轴重列车与1.2倍中等荷载(ZH)轴重作用下,外加预应力筋加固的24 m超低高度预应力混凝土梁的适应性良好,预应力混凝土梁挠度与应力响应均符合规范要求。研究结果可为重载铁路桥梁的设计、养护、维护与加固提供基础与参考。 展开更多
关键词 重载铁路桥梁 加固技术 预应力混凝土梁 疲劳试验 有限元分析
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铁路隧道洞口高陡危岩稳定性分析及加固防护技术 被引量：1
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作者 陈浩 刘维正 《路基工程》 2024年第6期226-232,共7页
针对浩吉铁路高家山隧道洞口段高陡危岩存在落石发育,严重影响线路施工与运营安全的问题,通过三维激光扫描技术得到点云数据,建立危岩体与隧道洞口数值模型,分析危岩落石运动轨迹和边坡的稳定性,并提出针对性防治技术。结果表明:隧道洞... 针对浩吉铁路高家山隧道洞口段高陡危岩存在落石发育,严重影响线路施工与运营安全的问题,通过三维激光扫描技术得到点云数据,建立危岩体与隧道洞口数值模型,分析危岩落石运动轨迹和边坡的稳定性,并提出针对性防治技术。结果表明:隧道洞口高陡危岩体的发育类型主要为坠落式和倾倒式,最大位移量达到24 mm;危岩失稳后大部分落石会与高家山隧道出口、白水川大桥和薛寿路发生碰撞;采用主动防护网和垫墩式压力注浆锚杆结合技术加固危岩体,采用钢筋混凝土挡墙和被动防护网建立消能降速平台。 展开更多
关键词 高陡危岩 数值模拟 运动轨迹 围岩加固 综合防治 稳定性
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