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基于定位指数与置信系数的道岔区轨道几何形位偏差变化量识别方法

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铁道学报 2024年第5期46卷 110-115页

作者：秦航远刘金朝刘维桢杨飞孙加林中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所北京100081 北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

针对道岔区段轨道几何形位偏差变化量识别问题,基于道岔区轨道几何检测数据及道岔设备台账信息,提出道岔定位指数及置信系数,实现各类道岔历次检测数据中尖轨尖端和心轨尖端位置的准确识别。基于关键结构里程对道岔区历次轨道几何检测... 详细信息

针对道岔区段轨道几何形位偏差变化量识别问题,基于道岔区轨道几何检测数据及道岔设备台账信息,提出道岔定位指数及置信系数,实现各类道岔历次检测数据中尖轨尖端和心轨尖端位置的准确识别。基于关键结构里程对道岔区历次轨道几何检测数据里程信息进行同步修正,实现对道岔区轨道几何形位偏差变化量的有效识别。经实测数据验证,所提出方法对各类道岔历次检测数据的里程修正精度在0.5 m以内,并能够对道岔区段轨道几何不平顺存在微小变化处进行准确识别。分析结果在道岔状态评价与养护维修作业方面为一线作业人员提供科学可靠的指导。

关键词：道岔评价轨道几何不平顺里程修正数据挖掘

检修接地不平衡传输条件对轨道电路的影响研究

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铁道学报 2024年第5期46卷 76-84页

作者：范景腾杨武东郭进杨轶轩冯小川西南交通大学信息科学与技术学院四川成都611756 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司北京100070 成都腾博思通铁路信号技术有限责任公司四川成都610041

为分析在接触网检修接地时,由单根轨条和回流线短接产生的不平衡条件对25 Hz相敏轨道电路的影响,在六端网络的基础上建立轨道电路不平衡传输模型,通过仿真计算和对比,得到在不平衡传输条件下,信号接收端轨面电压的衰减和扼流变压器上不... 详细信息

为分析在接触网检修接地时,由单根轨条和回流线短接产生的不平衡条件对25 Hz相敏轨道电路的影响,在六端网络的基础上建立轨道电路不平衡传输模型,通过仿真计算和对比,得到在不平衡传输条件下,信号接收端轨面电压的衰减和扼流变压器上不平衡牵引电流,随道床泄漏导纳、单轨条接地位置、吸上与横向连接设置变化的关系,并利用实验数据和现象验证计算结果。结合实际案例中检修接地的不平衡传输条件导致轨道电路“红光带”问题,给出其产生原因,并验证上述理论。给出减少不平衡传输条件对轨道电路造成影响的方法,尽可能避免该类型“红光带”问题的出现。

关键词：不平衡传输条件轨道电路接触网检修牵引回流红光带

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有砟与无砟轨道系统隧底上拱变形传递规律

中国铁道科学 2024年第2期45卷 123-133页

作者：宋慧来赵一馨刘钰赵国堂西南交通大学土木工程学院四川成都610031 中国铁道科学研究院集团有限公司铁路基础设施检测所北京100081 中国国家铁路集团有限公司北京100844

在分析不同成因上拱变形隧道力学环境基础上,构建隧底荷载作用下有砟与无砟轨道的隧底上拱变形传递模型,获得这种变形向轨面的传递规律,并建立隧底荷载与变形传递比的函数关系。结果表明:上拱变形在初支底面—填充层表面传递时,幅值减小... 详细信息

在分析不同成因上拱变形隧道力学环境基础上,构建隧底荷载作用下有砟与无砟轨道的隧底上拱变形传递模型,获得这种变形向轨面的传递规律,并建立隧底荷载与变形传递比的函数关系。结果表明:上拱变形在初支底面—填充层表面传递时,幅值减小,波长增大;在道床表面—轨面传递时,幅值和波长均减小;上拱变形在道床内传递时,有砟道床的波长和幅值均减小,无砟道床则波长增大,幅值基本不变;隧底荷载的大小及纵向分布长度变化会使幅值传递曲线整体平移,且荷载大小主要改变波长变化速度,而荷载纵向长度则主要改变初始波长;在大小低于250 kPa、长度超过27.8 m的隧底荷载作用下,选用有砟轨道更易控制轨面幅值和轨面波长;当荷载大小超过250 kPa或长度小于27.8 m时,选用无砟轨道更易控制轨面幅值和波长。

关键词：高速铁路隧道无砟轨道有砟轨道上拱变形变形传递

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地铁盾构施工下穿既有明挖隧道模型试验研究

中国铁道科学 2024年第1期45卷 110-121页

作者：刘勇曹毅泽吴薪柳樊浩博周怡晟宋玉香林家桢石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 中国铁路设计集团有限公司城交事业部天津300308 中铁第四勘察设计院集团有限公司浙江分公司浙江杭州310000

为探究盾构下穿施工对既有隧道结构和地层的变形影响规律,以拟建的石家庄市地铁5号线下穿6线隧道为工程背景,基于几何相似比配制地层和结构模型试验材料,并设计试验监测系统。采用直径1 200 mm小型盾构机,试验模拟盾构隧道以不同深度垂... 详细信息

为探究盾构下穿施工对既有隧道结构和地层的变形影响规律,以拟建的石家庄市地铁5号线下穿6线隧道为工程背景,基于几何相似比配制地层和结构模型试验材料,并设计试验监测系统。采用直径1 200 mm小型盾构机,试验模拟盾构隧道以不同深度垂直下穿既有6线隧道的施工过程,并分析下穿过程中既有6线隧道和地层土体的沉降变形规律。结果表明:随着既有隧道底部地层距盾构隧道拱顶距离的增大,地层沉降减小,盾构施工对地层的影响范围约为1.5倍洞径,显著影响区为1倍洞径;随着埋深的增大,盾构施工引起结构下方地层的沉降减小,距盾构隧道拱顶距离分别为1倍洞径和1.5倍洞径时沉降最大差值为31.25%;6线隧道结构与其下方地层产生脱空,盾尾脱出阶段发生的地层沉降占比大于80%。

关键词：地铁盾构施工下穿既有隧道模型试验沉降规律埋深

高速铁路长大隧道音爆现象及斜井辅助泄压缓解效果研究

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中国铁道科学 2024年第3期45卷 87-96页

作者：韩嘉强马伟斌程爱君王辰高龙杨旭张桐中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

随着高速铁路隧道运营速度不断增大,隧道空气动力学问题日益凸显。为此,首先调研整理国内外典型高速铁路隧道音爆案例,并在国内某隧道开展一系列实车测试试验,分析200,250和300 km·h^(-1)3个典型速度条件下隧道内初始压缩波压力梯度与... 详细信息

随着高速铁路隧道运营速度不断增大,隧道空气动力学问题日益凸显。为此,首先调研整理国内外典型高速铁路隧道音爆案例,并在国内某隧道开展一系列实车测试试验,分析200,250和300 km·h^(-1)3个典型速度条件下隧道内初始压缩波压力梯度与洞口微气压波峰值变化规律,并对比不同斜井启闭条件下的辅助泄压缓解效果。结果表明:音爆现象主要发生在长度大于5.0 km隧道;当列车速度低于300 km·h^(-1)时,测试隧道内初始压缩波压力梯度峰值与隧道洞口微气压波峰值相对较小,此时压缩波未发生激化,测试隧道洞口未监测到音爆;当列车速度达到300 km·h^(-1)及以上时,压缩波发生激化,初始压缩波压力梯度峰值与洞口微气压波峰值分别超过90 kPa·s^(-1),150 Pa,此时在测试隧道洞口监测到明显音爆现象;相同速度条件下,不同动车组通过测试隧道时隧道内初始压缩波压力梯度峰值与洞口微气压波峰值存在一定差异,CRH380系列动车组测试数据低于CR400系列动车组;开启斜井能够缓解压力梯度及微气压波峰值,但开启压力梯度峰值达到最大值位置之前的斜井缓解效果更好,而同时开启隧道进口、出口处2个斜井对于压力梯度峰值缓解率最大可达到27.5%。

关键词：高速铁路隧道音爆实车测试压力梯度微气压波缓解效果

基于机器视觉的大跨长联桥上无缝线路小阻力扣件纵向服役状态监测研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第1期55卷 409-418页

作者：黄志斌曾志平叶梦旋黄旭东饶惠明段廷发肖燕财中南大学土木工程学院湖南长沙410075 东南沿海铁路福建有限责任公司福建福州350001 重载铁路工程结构教育部重点实验室(中南大学) 湖南长沙410075 中铁十二局集团有限公司山西太原030024

以福厦高铁渔溪特大桥为例,提出一种基于机器视觉的小阻力扣件纵向服役状态监测方案,以获取大跨长联桥上无缝线路钢轨纵向变形与复合垫板窜出的时变特征;同时,结合梁轨温度与梁端位移测试结果,分析梁体温度、钢轨温度、梁端累积位移、... 详细信息

以福厦高铁渔溪特大桥为例,提出一种基于机器视觉的小阻力扣件纵向服役状态监测方案,以获取大跨长联桥上无缝线路钢轨纵向变形与复合垫板窜出的时变特征;同时,结合梁轨温度与梁端位移测试结果,分析梁体温度、钢轨温度、梁端累积位移、梁轨相对位移与垫板窜出量之间的相关性。研究结果表明:根据图像识别结果,钢轨在监测阶段将随温度变化产生不同方向的伸缩,且钢轨位移略大于垫板窜出量。钢轨昼夜温差要显著大于桥面气温以及连续梁梁内气温、顶板温度、腹板温度,且梁体温度变化幅度显著比钢轨的小,其原因在于钢轨的比热容较小,在同等热量输入输出时产生的温度变化幅度较大。梁端纵向位移随温度变化幅度较小,最大日位移为0.15 mm;在监测周期内,梁端累积位移呈波动减小趋势,即梁体发生了缓慢收缩,其原因在于夏季到秋季时气温逐渐降低,且最大平均位移变化速率为0.09 mm/d。梁体温度、钢轨温度、梁端累积位移、梁轨累积相对位移和垫板窜出量之间的相关系数均大于0.8,说明其相关性较大,且均呈较好的正相关关系。通过基于机器视觉的小阻力扣件状态监测方法,可见小阻力扣件在福厦高铁渔溪特大桥区段具有较好的纵向服役状态,且监测周期内线路状态均正常,验证了此类方案在小阻力扣件现场监测中的适用性。

关键词：大跨长联桥无缝线路机器视觉小阻力扣件纵向服役

小半径曲线梁桥的无缝线路有限元模型简化研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第3期55卷 1023-1034页

作者：唐启辉曾志平李秋义尹华拓李平刘卓张天琦中南大学土木工程学院湖南长沙410075 重载铁路工程结构教育部重点实验室(中南大学) 湖南长沙410075 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 广州地铁设计研究院股份有限公司广东广州510045

为更简便地建立小半径曲线梁桥的无缝线路有限元模型,降低计算成本并保证计算精度的可靠性,本文比较分析不同简化程度的模型。首先,依据已有桥上无缝线路模型的形式,通过不同程度简化桥梁上部结构,由简到繁确立了单刚臂模型、多刚臂模... 详细信息

为更简便地建立小半径曲线梁桥的无缝线路有限元模型,降低计算成本并保证计算精度的可靠性,本文比较分析不同简化程度的模型。首先,依据已有桥上无缝线路模型的形式,通过不同程度简化桥梁上部结构,由简到繁确立了单刚臂模型、多刚臂模型、准梁格模型、平面壳模型、空间壳模型、实体模型共6种模型,并通过扣件横向和纵向阻力试验取得了模型的关键参数;其次,以曲线半径为200 m的(40+50+50+40) m连续梁桥为实例,计算了桥上无缝线路在伸缩、挠曲、制动和断轨等其他组合工况下的结果;最后,以实体模型的计算结果为基准,将前5种模型的计算结果与实体模型的进行对比,通过欧几里得距离量化分析了各模型的计算精度。研究结果表明:综合考虑模型复杂程度和计算精度,多刚臂模型和准梁格模型相比于空间壳模型性价比更高,梁格法在桥梁工程中被大量用于异形桥梁计算,且支座分布以及边界条件更符合实际情况。因此,推荐在进行小半径曲线梁桥的无缝线路计算时采用准梁格模型。

关键词：小半径曲线梁桥无缝线路有限元模型纵向附加力欧几里得距离

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基于波噪比的高速铁路钢轨波磨快速检测方法

铁道学报 2024年第4期46卷 1-8页

作者：张航卢春房高亮北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 国家铁路局规划与标准研究院科研处北京100055 中国铁道学会北京100844

为实现高速铁路钢轨波磨里程覆盖式、高频次、快速测量,提出基于波噪比的钢轨波磨快速检测方法。采用便携式添乘仪检测高速列车车体振动和车内噪声数据,提出基于车体纵向加速度进行数值积分来计算列车速度和里程,采用曲线地段车体摇头... 详细信息

为实现高速铁路钢轨波磨里程覆盖式、高频次、快速测量,提出基于波噪比的钢轨波磨快速检测方法。采用便携式添乘仪检测高速列车车体振动和车内噪声数据,提出基于车体纵向加速度进行数值积分来计算列车速度和里程,采用曲线地段车体摇头角速度里程与台账里程的偏差值修正速度积分误差。利用提取的里程修正后车厢噪声数据与钢轨波磨对应的400~700 Hz频带成分,计算频带能量占噪声总能量的比值,并获取波噪比超限时的钢轨波磨波长和里程。结合高速列车实测数据分析,研究结果表明:速度修正后列车定位里程最大误差为87 m,对波磨比大于0.3的线路区段进行钢轨波磨波形测量和轴箱加速度振动能量比分析,钢轨波磨波长范围为53~57 mm,实测波长为53 mm,验证了该方法的正确性,为高速铁路钢轨波磨的快速测量提供技术支撑。

关键词：钢轨波磨波噪比速度估计里程定位振动能量比

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中欧班列多周期干支结合方案图铺画方法研究

铁道学报 2024年第9期46卷 1-10页

作者：谷玉锟魏玉光王宇强夏阳北京交通大学交通运输学院中国铁道科学研究院集团有限公司运输及经济研究所

目前中欧班列具有多周期、多频次的特点，常以周或日为周期，难以适应以日为周期的铁路列车运行图，存在能力利用不均衡、运行线丢失、运输组织难度大、通道和口岸站阶段能力紧张等问题。提出中欧班列多周期干支结合方案图铺画方法，将... 详细信息

目前中欧班列具有多周期、多频次的特点，常以周或日为周期，难以适应以日为周期的铁路列车运行图，存在能力利用不均衡、运行线丢失、运输组织难度大、通道和口岸站阶段能力紧张等问题。提出中欧班列多周期干支结合方案图铺画方法，将方案图铺画问题简化为复杂耦合约束下的局部运力资源分配问题，构建中欧班列多周期干支结合方案图编制模型，以列车自满足发车条件至终到的总时间和列车在中间站的停站总时间等最小化为目标函数，以列车发车时间窗、列车间隔时间、天窗时间、客流高峰时段和干线运力资源分配等为约束条件，设计算例，编制具有周期化、能力均衡利用、运行顺畅等特征的方案图。结果表明：干支结合方案图铺画方法适用于处理多周期复杂交通运输系统的时刻表编制问题，有助于推进中欧班列运行线的固定、周期化开行，均衡利用路网运力资源和按图行车等。

关键词：中欧班列列车运行方案图运输组织干支结合运力资源