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温度历程对斜拉桥上无缝线路纵向力的影响

铁道工程学报 2023年第7期40卷 20-26页

作者：蔡小培高梓航张乾谢铠泽北京交通大学北京100044 石家庄铁道大学石家庄050043

研究目的:温度作为大跨斜拉桥上无缝线路产生纵向力的主要因素,其作用特征具有明显的时变特性,桥上无缝线路结构的受力与变形处于动态变化中。本文针对施工锁定至开通运营阶段结构温变特征,考虑线路纵向阻力滞回本构关系,建立千米级主... 详细信息

研究目的:温度作为大跨斜拉桥上无缝线路产生纵向力的主要因素,其作用特征具有明显的时变特性,桥上无缝线路结构的受力与变形处于动态变化中。本文针对施工锁定至开通运营阶段结构温变特征,考虑线路纵向阻力滞回本构关系,建立千米级主跨斜拉桥上无缝线路空间耦合模型,分析不同温度加载历程下无缝线路力学特性与变形规律。研究结论:(1)桥上无缝线路温度“加载-卸载-反向加载”过程中,线路纵向阻力会进入塑性状态,温度卸载后线路仍存在一定的纵向残余变形,钢轨内部存在残余附加力;(2)温度循环作用过程中,梁-轨残余变形在反向加载时可抵消部分梁-轨相对位移从而降低线路纵向阻力,温度卸载后钢轨和桥梁均会发生不可自动恢复的纵向残余变形;(3)与传统的单次全幅值加载相比,考虑温度循环历程、不设置调节器时,钢轨纵向力峰值可降低14.57%,梁-轨相对位移峰值增大46.28%;(4)设置调节器后,考虑温度循环加载历程,钢轨纵向力峰值降低11.4%,梁-轨相对位移峰值增大52.4%,但峰值相对较小;(5)本研究成果可为大跨斜拉桥上无缝线路设计与运维提供理论参考。

关键词：斜拉桥无缝线路滞回特性纵向力残余变形

纵向力对快速连接件管片环缝剪切性能影响研究

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隧道建设（中英文） 2023年第S02期43卷 246-251页

作者：罗旭秦楠叶宇航高学奎徐文田柳献广州地铁设计研究院股份有限公司广东广州510010 同济大学土木工程学院上海200092 民航机场规划设计研究总院有限公司北京100029

为明确“平接头+快速连接件”新型管片环缝抗剪性能,设计不同纵向力工况下的环缝抗剪室内试验,通过对环缝剪切试验现象及荷载-错台曲线分析该新型环缝抗剪机制,得到不同纵向力对环缝抗剪的影响规律、同阶段环缝抗剪刚度及环缝承载力。... 详细信息

为明确“平接头+快速连接件”新型管片环缝抗剪性能,设计不同纵向力工况下的环缝抗剪室内试验,通过对环缝剪切试验现象及荷载-错台曲线分析该新型环缝抗剪机制,得到不同纵向力对环缝抗剪的影响规律、同阶段环缝抗剪刚度及环缝承载力。主要结论如下:1)相比传统“平接头+斜螺栓/弯螺栓”环缝,该类型环缝在发生错台时,快速连接件可及时发挥抗剪作用,能有效抑制环缝错台;2)由于环缝弹性阶段抗剪刚度远大于塑性阶段,在隧道施工运营过程中,为保证文中尺寸的快速连接件管片环缝的抗剪性能,可将错台量控制在5.51 mm内。

关键词：管片环缝剪切性能纵向力快速连接件盾构隧道

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桥上Ⅲ型板式无砟轨道纵向力计算模型简化

华中科技大学学报（自然科学版） 2019年第7期47卷 24-28页

作者：张鹏飞桂昊雷晓燕华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心

为简化大跨连续梁桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道无缝线路纵向力计算模型,基于原有计算模型、连续梁桥受力特点及梁-板-轨相互作用原理提出简化的等截面计算模型,并将新的模型与原变截面模型分别在伸缩力、制动力及挠曲力工况下的计算结果进... 详细信息

为简化大跨连续梁桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道无缝线路纵向力计算模型,基于原有计算模型、连续梁桥受力特点及梁-板-轨相互作用原理提出简化的等截面计算模型,并将新的模型与原变截面模型分别在伸缩力、制动力及挠曲力工况下的计算结果进行对比分析.结果表明:简化模型与原模型在伸缩力和制动力工况下各结构纵向力与位移变化趋势基本一致,计算结果误差均不到1%,满足工程需要;简化模型与原模型挠曲力工况下计算结果相差很大,挠曲力工况下须根据连续梁实际截面参数进行建模计算;各轨道及桥梁结构挠曲受力与变形均很小且一般不作为设计检算指标.提出的简化模型其建模速度和计算效率可提高20%~40%.

关键词：大跨连续梁桥 CRTSⅢ型板式无砟轨道桥上无缝线路计算模型纵向力

车辆纵向力和质心侧偏角层级估计方法设计与验证

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西安交通大学学报 2019年第11期53卷 131-140,147页

作者：陈特蔡英凤陈龙徐兴江浩斌孙晓强江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013 江苏大学汽车工程研究院江苏镇江212013

为提高车辆状态估计结果的精度与可靠性,设计了一种车辆纵向力和质心侧偏角层级估计方法。研究了一种用于车辆行驶状态估计的加权容积卡尔曼滤波,采用移动窗估计法调整测量噪声的协方差矩阵,根据不同时刻信息对测量噪声统计的有用性,动... 详细信息

为提高车辆状态估计结果的精度与可靠性,设计了一种车辆纵向力和质心侧偏角层级估计方法。研究了一种用于车辆行驶状态估计的加权容积卡尔曼滤波,采用移动窗估计法调整测量噪声的协方差矩阵,根据不同时刻信息对测量噪声统计的有用性,动态调整窗口中不同时刻信息的权重,从而提高车辆状态观测器的滤波精度。根据电驱动轮模型特点,并考虑轮胎松弛长度来构造纵向力微分方程,从而设计了纵向力观测器。在纵向力估计的基础上,将上层的纵向力估计值视为伪量测值,利用三自由度车辆动力学模型设计了基于级联卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计策略,实现了车辆质心侧偏角估计。进行了变速正弦转向工况和定速Fishhook转向工况下的CarSim/Simulink联合仿真试验以及实车试验,结果表明:所提方法整体估计精度相比扩展卡尔曼滤波提升了6.82%,具有较高的估计精度和实时跟踪效果,满足车辆应用需求。

关键词：车辆状态估计纵向力容积卡尔曼滤波层级估计方法

桥墩温度梯度对桥上CRTS Ⅱ型板式无砟轨道纵向力的影响

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交通运输工程学报 2020年第4期20卷 80-90页

作者：张鹏飞连西妮桂昊雷晓燕华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心江西南昌330013

针对桥墩温度梯度引起的桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道纵向附加力与变形,以梁-板-轨相互作用原理和有限元法为基础,建立了多跨简支梁桥和大跨连续梁桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道无缝线路空间耦合模型,详细考虑了钢轨、轨道板、CA砂浆、底座板... 详细信息

针对桥墩温度梯度引起的桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道纵向附加力与变形,以梁-板-轨相互作用原理和有限元法为基础,建立了多跨简支梁桥和大跨连续梁桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道无缝线路空间耦合模型,详细考虑了钢轨、轨道板、CA砂浆、底座板及桥梁等主要结构和细部结构的空间尺寸与力学属性;采用单位荷载法计算了桥墩纵向温差作用引起的墩顶纵向位移,分析了墩顶位移影响下桥上无砟轨道无缝线路纵向力与位移的分布规律。分析结果表明:当各墩顶发生均匀位移时,多跨简支梁桥和大跨连续梁桥上无砟轨道无缝线路纵向力分布规律及其最大值一致,且随着墩顶均匀位移的增加而线性增大,轨板相对位移峰值均出现在两侧桥台、台后锚固结构末端以及第2跨和最后一跨固定支座墩顶处;当墩顶均匀位移为5 mm时,多跨简支梁桥和大跨连续梁桥上钢轨最大纵向力分别为79.62和79.54 kN,最大纵向位移分别为4.94和4.91 mm,轨板最大相对位移均为0.23 mm;当各墩顶发生不均匀位移时,钢轨纵向力及轨板相对位移均在邻墩位移存在差异处发生突变,多跨简支梁桥上固结机构纵向受力大于大跨连续梁桥;对于高墩桥梁,需重点关注相邻墩身高差最大处的轨板相对位移、底座板与桥梁相对位移及固结机构的纵向受力。

关键词：高速铁路 CRTSⅡ型板式无砟轨道桥上无缝线路墩顶位移纵向力纵向位移

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基于修正的轮胎刷子模型的轮胎纵向力分析

华南理工大学学报（自然科学版） 2014年第11期42卷 50-54,91页

作者：赵又群李波臧利国张明杰陈月乔南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016

在轮胎结构简化的基础上,建立了修正的轮胎刷子模型,并推导了轮胎纵向力的表达式.分析轮胎与地面之间的接触情况,建立动摩擦椭圆与静摩擦椭圆,分别求解附着区纵向力和滑移区纵向力,并对两者的关系进行分析.根据轮胎胎面与胎肩刚度的不同... 详细信息

在轮胎结构简化的基础上,建立了修正的轮胎刷子模型,并推导了轮胎纵向力的表达式.分析轮胎与地面之间的接触情况,建立动摩擦椭圆与静摩擦椭圆,分别求解附着区纵向力和滑移区纵向力,并对两者的关系进行分析.根据轮胎胎面与胎肩刚度的不同,求解胎面纵向力和胎肩纵向力,同时考虑刚度对接地印迹长度的影响.当滑移率在0.0-0.2之间时,修正的轮胎刷子模型、魔术公式与实验所得纵向力的结果基本一致.文中方法有助于轮胎的优化设计.

关键词：车轮轮胎纵向力刷子模型摩擦椭圆魔术公式

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大断面钢结构顶管纵向力时变规律研究

岩土工程学报 2022年第10期44卷 1810-1816页

作者：柳献焦伯昌潘伟强黄爱军同济大学地下建筑与工程系上海200092 上海隧道工程有限公司上海200032 上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司上海200125

顶管隧道断面上纵向力的大小,一方面影响结构稳定和施工安全,另一方面影响环缝止水垫的防水性能和环缝刚度。通过计算求解顶管隧道纵向力与摩阻力、掌子面压力以及止退反力之间的数学方程,建立了隧道断面纵向力随顶进里程的变化关系,并... 详细信息

顶管隧道断面上纵向力的大小,一方面影响结构稳定和施工安全,另一方面影响环缝止水垫的防水性能和环缝刚度。通过计算求解顶管隧道纵向力与摩阻力、掌子面压力以及止退反力之间的数学方程,建立了隧道断面纵向力随顶进里程的变化关系,并将理论解与现场试验实测结果进行了对比,二者具有良好的匹配性。分析结果表明:(1)管节断面纵向力随顶进里程的变化规律为一条逐渐收敛的波动曲线,并在隧道贯通后迅速降低。理论值与实测值具有良好的匹配性;(2)止退时及隧道贯通后断面纵向应力较小,不利于环缝防水,且隧道纵向刚度较小,易产生不均匀沉降;(3)止退装置弹性系数、顶进里程、隧道尺寸及隧道埋深是顶管断面纵向应力的重要影响因素,且均呈现不同程度的正相关关系。

关键词：顶管纵向力摩阻力止退反力

重载铁路货车结构强度考核标准中纵向力取值的研究

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中国铁道科学 2015年第5期36卷 94-103页

作者：丁勇曲金娟田光荣张生玉王新锐中国铁道科学研究院机车车辆研究所北京100081

在对比分析国内外重载铁路货车结构强度考核既有标准中纵向力值的基础上,选取大秦线、神华铁路、京广铁路和晋中南通道25,27和30t轴重货车重载综合试验数据,采用概率统计的方法分析列车运行中车辆纵向力的分布;根据在驼峰编组场的调研以... 详细信息

在对比分析国内外重载铁路货车结构强度考核既有标准中纵向力值的基础上,选取大秦线、神华铁路、京广铁路和晋中南通道25,27和30t轴重货车重载综合试验数据,采用概率统计的方法分析列车运行中车辆纵向力的分布;根据在驼峰编组场的调研以及27和30t轴重货车冲击试验,分析驼峰溜放调车时车辆间的最大冲击力。在此基础上,结合我国铁路现行的大轴重货车技术条件以及《铁路主要技术政策》,将重载铁路货车分为专用货车和通用货车,明确第1和第2工况的定义,针对这2种货车和2种工况提出重载铁路货车结构强度考核标准中纵向力取值的建议方案。对于专用货车,第1工况下的纵向拉伸力和压缩力分别取2 000和2 250kN,第2工况下的纵向压缩力取3 400kN;对于通用货车,第1工况下的纵向拉伸力和压缩力分别取1 780和1 920kN,第2工况下的纵向压缩力取3 100kN;冲击速度取10km·h-1。

关键词：重载铁路铁路货车结构强度纵向力冲击速度考核标准

基于扣件阻力试验的高速铁路桥上无缝线路纵向力研究

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中南大学学报（自然科学版） 2020年第7期51卷 1966-1976页

作者：朱志辉李晓光闫铭铭赵衍刚盛兴旺中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学高速铁路建造技术国家工程实验室湖南长沙410075

通过试验得到随竖向荷载变化的小阻力扣件纵向阻力模型,基于有限元法和梁-轨相互作用理论建立CRTSⅠ型双块式无砟轨道-桥梁相互作用分析模型,采用考虑竖向荷载对扣件影响的点荷载模式模拟列车竖向荷载和制动荷载,得到列车竖向荷载、制... 详细信息

通过试验得到随竖向荷载变化的小阻力扣件纵向阻力模型,基于有限元法和梁-轨相互作用理论建立CRTSⅠ型双块式无砟轨道-桥梁相互作用分析模型,采用考虑竖向荷载对扣件影响的点荷载模式模拟列车竖向荷载和制动荷载,得到列车竖向荷载、制动荷载作用下的无缝线路纵向力;并分析荷载布置方式、扣件纵向阻力模型和荷载模式等设计参数对钢轨纵向力的影响。研究结果表明:扣件在竖向有载情况下,随着竖向荷载增加,纵向阻力基本呈线性增长;扣件纵向阻力可取扣件竖向力与摩阻系数乘积,小阻力扣件摩阻系数偏安全取0.19;列车荷载作用下,同一转向架下2轮对影响范围可按8个扣件考虑,扣件分担荷载可取竖向荷载与扣件荷载分担比乘积;荷载布置方式对钢轨纵向力有一定影响,2种不同扣件纵向阻力模型计算的钢轨纵向力差别不大,ZK活载作用下的钢轨纵向力将轴重作用下的钢轨纵向力完全包络,对于高速铁路客运专线简支梁桥,列车荷载发展系数范围为2.36~3.33。

关键词：纵向力扣件阻力活载模式无缝线路高速铁路