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纵连轨道板上拱安全升温幅度简化计算方法

铁道学报 2022年第9期44卷 95-101页

作者：钟阳龙蔡小培侯博文北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

针对既有研究未考虑钢轨影响的不足,基于等效截面法和势能驻值原理,构建了考虑钢轨作用的纵连板式无砟轨道上拱分析模型,推导了轨道板安全升温幅度计算公式,并与既有文献和有限元结果进行对比验证该计算方法的准确性。利用该计算方法分... 详细信息

针对既有研究未考虑钢轨影响的不足,基于等效截面法和势能驻值原理,构建了考虑钢轨作用的纵连板式无砟轨道上拱分析模型,推导了轨道板安全升温幅度计算公式,并与既有文献和有限元结果进行对比验证该计算方法的准确性。利用该计算方法分析了安全升温幅度的参数影响规律。结果表明:提出的简化计算方法能够较准确计算安全升温幅度,可应用于无砟轨道稳定性分析与结构设计;钢轨升温幅度较大时可能加剧轨道板失稳,因此在相关研究中有必要引入钢轨的影响;轨道板安全升温幅度随着钢轨升温幅度和轨道板弹性模量的增大而减小,随着轨道板厚度和砂浆层剪切强度的增大而增大。研究结果可为纵连式无砟轨道优化设计和养护维修提供参考。

关键词：无砟轨道上拱稳定性安全升温幅度计算方法

道床板上拱对高速列车-双块式无砟轨道系统振动响应影响

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铁道科学与工程学报 2018年第7期15卷 1631-1640页

作者：余翠英向俊毛建红中南大学土木工程学院湖南长沙410075 南昌理工学院建筑工程学院江西南昌330044 北京工业大学城市交通学院北京100124

为研究道床板上拱对无砟轨道结构性能和行车品质的影响,建立含道床板上拱的列车-轨道系统振动分析伤损模型,编制FORTRAN计算程序并进行模型验证。基于车轨系统空间振动分析理论,分别计算4种道床板上拱类型的双块式无砟轨道在高速列车作... 详细信息

为研究道床板上拱对无砟轨道结构性能和行车品质的影响,建立含道床板上拱的列车-轨道系统振动分析伤损模型,编制FORTRAN计算程序并进行模型验证。基于车轨系统空间振动分析理论,分别计算4种道床板上拱类型的双块式无砟轨道在高速列车作用下的空间振动响应,分析比较此系统振动响应随道床板上拱类型,不平顺幅值及车速的影响规律,并对道床板上拱伤损评级。研究结果表明:各种道床板上拱类型的车轨系统动力响应均随运行速度和不平顺幅值的提升而增大。速度相同时,考虑了复合不平顺和离缝的上拱类型4的车轨系统振动响应最大,而仅考虑高低不平顺的上拱类型1的车轨系统振动响应最小。车速300 km/h时,高程偏差为11 mm的道床板上拱类型1引起的车体垂向振动加速度、轮轨作用力,脱轨系数和轮重减载率峰值分别为0.918 m/s2,100.740 k N,0.305和0.255;而类型4依次为2.037 m/s2,185.219 k N,12.503和1.727。上述机理和数据可为道床板上拱伤损评级提供参考。

关键词：高速铁路双块式无砟轨道道床板上拱伤损评级高速列车

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电解槽启动期间的槽壳上拱

轻金属 2005年第4期 31-33页

作者：王愚贵阳铝镁设计研究院贵州贵阳550004

测量和记述了铝电解槽启动期间的槽壳上拱。做了简单的分析计算。叙述了槽壳上拱对电解生产的影响及对策。

关键词：铝电解槽槽壳上拱

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高速铁路无砟轨道路涵过渡段上拱整治

铁道建筑 2023年第3期63卷 128-132页

作者：戚志刚吴细水李中国楼梁伟王之鲁中国铁路兰州局集团有限公司工务部兰州730030 中国国家铁路集团有限公司工电部北京100844 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

针对兰新客运专线K2450—K2460区段路涵过渡段路基上拱病害反复发生难以根治的情况,考虑工点施工条件,分别研究制定了上拱段桩板结构整治、暗挖落道整治两套方案。通过优化整治方案,细化施工注意事项,组织开展路基上拱整治实践,彻底整... 详细信息

针对兰新客运专线K2450—K2460区段路涵过渡段路基上拱病害反复发生难以根治的情况,考虑工点施工条件,分别研究制定了上拱段桩板结构整治、暗挖落道整治两套方案。通过优化整治方案,细化施工注意事项,组织开展路基上拱整治实践,彻底整治了路涵过渡段上拱问题,恢复了无砟轨道平顺性,消除了高速铁路长期限速点。通过实践形成一套全路首创、彻底整治高速铁路无砟轨道路基上拱的技术和方法。

关键词：高速铁路上拱现场试验路基无砟轨道桩板结构暗挖落道

基于桩板结构的既有高铁站场路基上拱成因及变形控制研究

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：王呈金裴彦飞苏谦周辰泠张宗宇范荣威西南交通大学土木工程学院高速铁路线路工程教育部重点实验室

为解决高速铁路路基上拱导致轨道平顺性差、路基结构受力不均而引起列车运营不安全的问题。依托某高速铁路站场上拱路段整治工程，分析了上拱病害成因并提出增设桩板结构加固的整治方法。采用路基膨胀等效理论，并开展室内土样膨胀试验... 详细信息

为解决高速铁路路基上拱导致轨道平顺性差、路基结构受力不均而引起列车运营不安全的问题。依托某高速铁路站场上拱路段整治工程，分析了上拱病害成因并提出增设桩板结构加固的整治方法。采用路基膨胀等效理论，并开展室内土样膨胀试验与数值模拟，推导了路基在湿度场下膨胀关系式。结合路基膨胀关系，建立了路基上拱数值模型，对比分析了通过增设桩板结构整治前后钢轨、路基结构形变、应力分布以及桩板结构服役状态。最后，对现场上拱路段整治前后轨道形位进行了静态轨检。研究结果表明：经检测，该上拱路基基床土样存在钙矾石和硅灰石膏等反应膨胀物质而其余膨胀性物质未超限，推断路基上拱成因为硫酸盐和基床内水泥发生反应，造成体积膨胀；基于路基膨胀等效理论，发现上拱路基土样含水率变化对数与等效温度膨胀系数呈线性关系，并拟合得到了其函数关系式；经数值分析，增设桩板结构整治前后路基上拱段钢轨竖向位移由14mm降低至4mm，横向位移由4.6mm降低至0.7mm，应力峰值降低57.7%。桩板结构加入后能有效地承担基床膨胀力，降低了上拱引起的基床位移与应力峰值。桩板结构应力峰值均均在构承载设计范围内，结构设计安全；经轨检，增设桩板结构前后轨检上拱数据与模拟设计计算结果一致，整治效果较为显著，达到了轨道精调至相关验收规范以内的要求。研究结果可为路基上拱病害整治和保障高铁安全营运提供参考。

关键词：高速铁路路基上拱成因整治桩板结构

某膨胀性围岩地层铁路隧道仰拱上拱原因分析及整治

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铁道标准设计 2017年第7期61卷 146-149页

作者：谭永庆中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

某隧道长10 649 m,设计行车速度250 km/h,采用双块式无砟轨道结构,洞身通过地层主要为白垩系下统泥岩,局部夹薄层砂岩;在铺轨完成后,隧道局部段落基底出现不同程度上拱,导致无砟轨道道床板与仰拱填充表层脱空,仰拱及填充层开裂,轨道结... 详细信息

某隧道长10 649 m,设计行车速度250 km/h,采用双块式无砟轨道结构,洞身通过地层主要为白垩系下统泥岩,局部夹薄层砂岩;在铺轨完成后,隧道局部段落基底出现不同程度上拱,导致无砟轨道道床板与仰拱填充表层脱空,仰拱及填充层开裂,轨道结构几何状态发生变化。通过现场调查、基底钻探、取样化验及局部破检探查等手段,查找、分析病害原因,根据病害情况及整治工期要求,分别采取仰拱返工、基底钻孔桩加固或锚杆加固等方式进行处理,如期完成了整治,确保线路开通运行。

关键词：铁路隧道仰拱上拱泥岩膨胀性整治

高速铁路CRTS Ⅱ型板式无砟轨道热胀上拱机理研究

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高速铁路CRTS Ⅱ型板式无砟轨道热胀上拱机理研究

作者：张健青岛理工大学

学位级别：硕士

高速铁路CRTS Ⅱ型板式无砟轨道因其稳定性、安全性及舒适性等优点,近年来被广泛应用到我国高速铁路建设中,然而由于其结构连续性良好的特点,在外界温度的反复作用下难以释放温度所产生的轴力,周而复始的温度荷载作用极易引起轨道结构... 详细信息

高速铁路CRTS Ⅱ型板式无砟轨道因其稳定性、安全性及舒适性等优点,近年来被广泛应用到我国高速铁路建设中,然而由于其结构连续性良好的特点,在外界温度的反复作用下难以释放温度所产生的轴力,周而复始的温度荷载作用极易引起轨道结构上拱等病害的发生。尤其目前全球气温上升以及极端气候的频繁发生,针对高速铁路CRTS Ⅱ型板式无砟轨道在外界温度的影响下性能的研究符合当前工程实际。故本文以高速铁路CRTS Ⅱ型板式无砟轨道结构为研究对象,针对其在温度荷载的作用下产生的上拱性能展开研究。首先本文针对目前工程中涉及的屈曲以及后屈曲理论总结分析,另外针对目前工程中发生的屈曲失稳现象和研究屈曲失稳方法进行梳理总计,最后立足于目前高速铁路中热胀失稳的现象以及针对该现象展开研究的内容和方法进行综述分析,总结目前研究的不足之处,为后续研究提供理论支持及研究方案。接下来本文针对温度荷载作用发生屈曲和后屈曲所采用的方法展开分析,并对比各个理论分析的优缺点,利用当下较为成熟的理论分析方法对高速铁路CRTS Ⅱ型板式无砟轨道展开分析研究,并详细介绍了分析的过程。另外针对有限元建模中利用到的模型长度的选取以及缺陷的施加展开分析,并通过分析选择较为便捷及准确的方式确定高速铁路CRTS Ⅱ型板式无砟轨道有限元模型的长度及其初始不平顺的施加方式。理论分析的选取以及有限元长度及初始不平顺的确定为后续利用Abaqus进行有限元分析中涉及的结果对比和建模条件的确定提供了理论支持。然后基于Abaqus有限元分析软件建立简化的高速铁路CRTS Ⅱ型板式无砟轨道非线性屈曲分析模型,该分析中考虑轨道板与CA砂浆间的摩擦性能,采用弧长法进行非线性屈曲分析。有限元分析中分别针对初始不平顺、轨道结构自重、摩擦性能、轨道结构刚度、轨道结构厚度和扣件刚度等参数进行分析,深入探讨了温度荷载对高速铁路CRTS Ⅱ型板式无砟轨道上拱产生的影响。结果表明:初始不平顺的大小直接影响是否出现突跳失稳的不稳定阶段,当不平顺幅值取5mm时会出现不稳定阶段,不平顺幅值取50 mm时CRTS Ⅱ型板式无砟轨道则呈现稳定增长趋势,故可知初始不平顺较小时容易发生突跳失稳;摩擦性能的提高对临界温度几乎没有影响,安全温度提高明显;轨道自重的增加会提高上拱屈曲的临界温度和安全温度,轨道结构自重提高0.2倍,临界温度可提高10℃,安全温度提高近20℃;轨道抗弯刚度的变化对温度荷载作用下的上拱屈曲影响并不明显;轨道厚度的改变对于温度荷载作用下的安全温度以及临界温度影响较大;扣件刚度的变化对于轨道结构的上拱影响并不明显。另外基于Abaqus有限元分析软件并利用上述所建模型展开了温度梯度情况下的非线性屈曲分析,该分析中调用了UTEMP子程序模块。并针对轨道板存在接缝等客观工程实际,利用有限元软件分别建立了单块和多块的轨道结构模型,模型中考虑接缝的影响,并通过施加温度荷载对轨道结构进一步展开分析。结果表明:温度梯度的增加能较好地提高CRTS Ⅱ型板式无砟轨道的临界温度和安全温度;钢轨的耦合作用能较好的抑制轨道结构的上拱病害,轨道板的脱空长度与轨道结构的上拱高度密切相关,脱空长度越长上拱位移越高;接缝损伤是诱发轨道上拱的重要原因。

关键词： CRTS Ⅱ型板式无砟轨道温度非线性后屈曲上拱弧长法

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墙地砖上拱(或下凹)控制机理分析

佛山陶瓷 2001年第6期11卷 16-17页

作者：温千鸿钻石公司建华陶瓷厂技术科 528031

本文系统地就建筑陶瓷中的上拱（或下凹）变形缺陷的解决办法做一些方向性的陈述。

关键词：墙地砖上拱下凹控制机理陶瓷缺陷

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膨胀土路堑明洞上拱预防措施

铁路技术创新 2021年第2期 114-119页

作者：陈俊波孔令凯郑万铁路客运专线河南有限责任公司工程部河南郑州450000

既有普速铁路、公路膨胀土路基经常发生上拱等病害,针对路基膨胀土上拱预防措施研究较多,对在膨胀土地区修建高速铁路明洞的研究较少。依托郑万高铁孝山明洞工程,分析施工期间孝山明洞上拱原因,对预防膨胀土路堑明洞上拱措施进行研究。... 详细信息

既有普速铁路、公路膨胀土路基经常发生上拱等病害,针对路基膨胀土上拱预防措施研究较多,对在膨胀土地区修建高速铁路明洞的研究较少。依托郑万高铁孝山明洞工程,分析施工期间孝山明洞上拱原因,对预防膨胀土路堑明洞上拱措施进行研究。通过对初拟预防明洞上拱不同措施进行结构受力分析,经过比选采用侧墙锚固方案。该方案使明洞结构与路堑边坡抗滑桩构成一个整体,以抵消膨胀土竖向膨胀力,保证了明洞结构稳定、安全,对类似工程有借鉴意义。

关键词：郑万高铁膨胀土路堑竖向膨胀力明洞上拱