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高速铁路道砟飞溅理论计算与试验研究

铁道建筑 2014年第3期54卷 88-91页

作者：郄录朝许永贤王红中国铁道科学研究院铁道建筑研究所北京100081

根据有砟轨道特点,建立动车组和有砟轨道车—线多孔介质动态空气动力学分析模型,分析列车底部至轨道道床顶面之间空气流动特性。并通过京沪高铁黄河大桥风压测试和道砟飞溅监测,研究列车底部空气动力学效应。研究结果表明,理论建模分析... 详细信息

根据有砟轨道特点,建立动车组和有砟轨道车—线多孔介质动态空气动力学分析模型,分析列车底部至轨道道床顶面之间空气流动特性。并通过京沪高铁黄河大桥风压测试和道砟飞溅监测,研究列车底部空气动力学效应。研究结果表明,理论建模分析和实测结果基本吻合,所建分析模型用于计算道床顶面所受压力是可行的,道床表面所受负压随列车速度提高而增大,在列车时速达到350 km/h时,试验区段未发生道砟飞溅。

关键词：高速铁路道砟飞溅多孔介质模型试验研究

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京哈线秦沈段道砟飞溅防治技术的应用研究

铁路工程造价管理 2012年第2期27卷 12-15页

作者：郭宏伟刘树铎连智敏沈阳铁路局科学技术研究所辽宁沈阳110013

京哈线秦沈段是采用有砟轨道结构的高速铁路,列车高速通过时,道床上的道砟在强大的风力作用下飞溅,击打线路设备、列车走行部,严重时击打列车玻璃危及旅客的人身安全和行车安全。此文在分析道砟飞溅成因的基础上,通过研究与试验,研制出... 详细信息

京哈线秦沈段是采用有砟轨道结构的高速铁路,列车高速通过时,道床上的道砟在强大的风力作用下飞溅,击打线路设备、列车走行部,严重时击打列车玻璃危及旅客的人身安全和行车安全。此文在分析道砟飞溅成因的基础上,通过研究与试验,研制出一种固定道床表面砟石的粘结胶,经现场试验证明,该粘结胶能够很好地解决道砟飞溅的问题,具有广泛地推广应用价值和前景。

关键词：高速铁路有砟轨道道砟飞溅粘结胶

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高速铁路有砟轨道冰雪飞溅试验研究

振动与冲击 2023年第21期42卷 11-16,28页

作者：李毅徐旸涂英辉郄录朝戚志刚赵一馨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 中国铁道科学研究院集团有限公司高速铁路轨道系统全国重点实验室北京100081 中国铁路兰州局集团有限公司兰州730000 中国国家铁路集团有限公司铁路基础设施检测中心北京100081

在严寒地区,由于动车组车体及轨旁设备积雪、融冰,列车速度在低于200 km/h的情况下也会发生冰雪飞溅现象,影响高速铁路运营安全。在我国某有砟高铁首次开展了冰雪条件下有砟轨道空气动力学及行车动力性能试验,主要结论有:行车安全性指... 详细信息

在严寒地区,由于动车组车体及轨旁设备积雪、融冰,列车速度在低于200 km/h的情况下也会发生冰雪飞溅现象,影响高速铁路运营安全。在我国某有砟高铁首次开展了冰雪条件下有砟轨道空气动力学及行车动力性能试验,主要结论有:行车安全性指标有较大的安全余量,但冰雪条件下有一定增长,增幅最高为155.1%;隧道口的脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力较大;钢轨、轨枕及道床的垂向振动加速度均在安全限值内,但雪天增幅明显,最高为晴天的22.8倍;桥上轨道振动加速度较大,在冰雪风场作用下易发生道砟飞溅;道心、枕底及砟肩风压随车速增加而增大,在冰雪条件下有小幅度的提升,增幅最高为48.5%,导致道砟及冰雪颗粒更易飞起;隧道口道心风压远超其他测点,在风振耦合作用下最容易发生道砟飞溅。在晴天未观察到道砟飞溅,雪天则出现明显的积雪飞起。建议在隧道口等风振耦合效应明显的区段采取相应措施防止冰雪飞溅。

关键词：高速铁路冰雪飞溅现场试验有砟轨道道砟飞溅

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高速铁路有砟道床横向阻力特性与固化技术

西南交通大学学报 2019年第5期54卷 1087-1092页

作者：井国庆贾文利付豪卢炜北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中国中铁股份有限公司北京100036

高速铁路有砟道床存在发生飞砟的可能性,且飞砟概率随着砟肩堆高增加而增加,因此部分国家降低砟肩堆高,甚至采用平肩结构,但随之会引起道床阻力降低.通过研究砟肩堆高对道床阻力的影响,同时在此基础上,提出了聚氨酯局部固化方案,包含枕... 详细信息

高速铁路有砟道床存在发生飞砟的可能性,且飞砟概率随着砟肩堆高增加而增加,因此部分国家降低砟肩堆高,甚至采用平肩结构,但随之会引起道床阻力降低.通过研究砟肩堆高对道床阻力的影响,同时在此基础上,提出了聚氨酯局部固化方案,包含枕心固化和枕端固化,均在增加平肩式道床横向阻力的同时不影响捣固维修作业.道床横向阻力试验结果表明:与砟肩堆高150 mm相比,采用平肩式道床横向阻力降低30%;喷涂200 mm和300 mm聚氨酯的情况下,采用枕端固化的道床横向阻力分别可提高阻力约41%、60%,枕心固化可分别提高约31%、40%,综合固化(枕心和枕端固化同时采用)可提高阻力约70%、100%.

关键词：砟肩堆高道床横向阻力道砟飞溅聚氨酯

基于CFD-DEM的有砟道床多孔介质模型研究

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铁道学报 2022年第6期44卷 92-98页

作者：殷浩高亮北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京交通大学轨道工程北京市重点实验室北京100044

道砟飞溅受有砟轨道流场特征影响显著,传统的CFD分析方法难以准确模拟散粒体道砟对轨道流场的影响。将有砟道床考虑为能够反映道床对流体阻力作用的多孔介质结构,基于提出的CFD-DEM耦合分析方法,通过对比分析流场压降-风速拟合关系式与... 详细信息

道砟飞溅受有砟轨道流场特征影响显著,传统的CFD分析方法难以准确模拟散粒体道砟对轨道流场的影响。将有砟道床考虑为能够反映道床对流体阻力作用的多孔介质结构,基于提出的CFD-DEM耦合分析方法,通过对比分析流场压降-风速拟合关系式与附加动量源方程,获取道床多孔介质模型的黏性阻力系数和惯性阻力系数,通过对比道床多孔介质CFD模型与CFD-DEM耦合模型的仿真计算结果对获取参数进行验证。研究表明,基于CFD-DEM参数获取方法建立的有砟道床多孔介质模型,既能反映道砟的级配和形状等颗粒特征,还能反映道床与流体的相互作用,模拟最大误差仅为4.68%,实现了轨道流场的真实还原。该道床多孔介质模型参数的获取及验证方法,为道砟飞溅机理研究提供了重要的技术手段。

关键词：高速铁路有砟道床道砟飞溅多孔介质耦合分析

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高速列车作用下道床表面风场特性研究

铁道学报 2018年第12期40卷 137-144页

作者：殷浩高亮蔡小培徐旸北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京交通大学轨道工程北京市重点实验室北京100044 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

道砟飞溅严重威胁高速铁路行车安全,其受道床表面风场特性影响明显。本文采用计算流体动力学方法,建立精确考虑轨道和车底外形的精细化仿真模型。基于验证后的模型,研究道床表面风速/风压空间分布规律,拟合分析行车速度、道床面高度和... 详细信息

道砟飞溅严重威胁高速铁路行车安全,其受道床表面风场特性影响明显。本文采用计算流体动力学方法,建立精确考虑轨道和车底外形的精细化仿真模型。基于验证后的模型,研究道床表面风速/风压空间分布规律,拟合分析行车速度、道床面高度和砟肩堆高对流场特性的影响,给出飞砟防治建议。研究结果表明:轨枕顶面和道心处风速/风压值较大,易发生道砟飞溅;轨道表面风压幅值与车速的平方成正比,与道床面高度、砟肩堆高成线性关系;若道床面高度、砟肩堆高均降低50mm,道床表面风压幅值将分别降低29.4Pa和9.7Pa,降低道床高度的效果更明显;道砟颗粒上、下表面压差是道砟飞溅发生的根本原因,可通过控制道床表面风压幅值、提高表层道砟稳定性等措施避免道砟飞溅。

关键词：高速铁路计算流体动力学道砟飞溅机理分析防治措施

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高速铁路飞砟防治专用聚氨酯适用性研究

铁道工程学报 2019年第5期36卷 25-29页

作者：井国庆贾文利付豪李红英北京交通大学北京100044 北京东方雨虹防水技术股份有限公司北京100123

研究目的:道砟飞溅是高速铁路有砟道床面临的重要问题,为防治飞砟,本文针对5种低强度防飞砟专用聚氨酯,提出一种可捣固的道床全断面表层固化方案。根据道床纵、横向阻力试验判定喷涂聚氨酯对道床的加固作用;根据风洞试验判定防飞砟性能... 详细信息

研究目的:道砟飞溅是高速铁路有砟道床面临的重要问题,为防治飞砟,本文针对5种低强度防飞砟专用聚氨酯,提出一种可捣固的道床全断面表层固化方案。根据道床纵、横向阻力试验判定喷涂聚氨酯对道床的加固作用;根据风洞试验判定防飞砟性能;根据捣固测试判定可捣固性能;根据单轴无侧限压缩试验判定聚氨酯固化强度增长特征。研究结论:(1) 1号至5号聚氨酯(强度分别为1. 38 MPa、3. 70 MPa、5. 30 MPa、14. 20 MPa、27. 40 MPa)固化后,道床纵向阻力相比固化前提升约6%~16%,道床横向阻力提升约9%~17%,对道床稳定性起到了有效的提升作用;(2)采用强度最低的1号聚氨酯固化时,道床在30 m/s风速(相当于350 km/h列车通过)下并未产生道砟位移情况;(3)除5号聚氨酯强度稍大,捣固时破坏了一定数量的周围粘结,其余4种均可正常完成捣固维修,根据对比分析选取4号聚氨酯为最优;(4) 4号聚氨酯完全硬化需要7 d,可在喷涂1 d后达到最终强度的69%,2 d后达到88%;(5)本研究结果对时速350 km及以上有砟道床结构选型、养护维修具有参考意义。

关键词：砟肩堆高道床阻力道砟飞溅聚氨酯

济青高速铁路聚氨酯固化道床的动力特性测试分析

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铁道建筑 2019年第11期59卷 101-104页

作者：杨书生柴强蒋函珂郄录朝徐旸济青高速铁路有限公司山东济南250109 中国铁路济南局集团有限公司山东济南250001 中国铁路经济规划研究院有限公司北京100038 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

为验证350 km/h高速列车运营条件下聚氨酯固化道床的安全性、振动特性以及道床表面风场分布规律,在济青高速铁路开展了340~385 km/h逐级提速试验。测试结果分析表明:350 km/h高速列车运营条件下聚氨酯固化道床的行车安全性指标满足要求... 详细信息

为验证350 km/h高速列车运营条件下聚氨酯固化道床的安全性、振动特性以及道床表面风场分布规律,在济青高速铁路开展了340~385 km/h逐级提速试验。测试结果分析表明:350 km/h高速列车运营条件下聚氨酯固化道床的行车安全性指标满足要求;相比于无砟轨道结构,聚氨酯固化道床具有更好的减振效果,在Z记权条件下其插入损失约为9.4 dB;线路中心正负风压变化最剧烈,是线路横断面中最容易发生道砟飞溅处。

关键词：高速铁路聚氨酯固化道床现场试验动力特性道砟飞溅

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无砟轨道

北方建筑 2021年第1期6卷 48-48页

无砟轨道是指采用混凝土、沥青混合料等整体基础取代散粒碎石道床的轨道结构,又称作无碴轨道,是当今世界先进的轨道技术。无砟轨道与有砟轨道相比,无砟轨道避免了道砟飞溅、平顺性好、稳定性好、使用寿命长、耐久性好、维修工作少,列车... 详细信息

无砟轨道是指采用混凝土、沥青混合料等整体基础取代散粒碎石道床的轨道结构,又称作无碴轨道,是当今世界先进的轨道技术。无砟轨道与有砟轨道相比,无砟轨道避免了道砟飞溅、平顺性好、稳定性好、使用寿命长、耐久性好、维修工作少,列车运行时速可达350 km以上。

关键词：无砟轨道沥青混合料碎石道床轨道结构无碴轨道有砟轨道平顺性道砟飞溅