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小半径曲线上动车组运行安全性仿真研究

中国铁道科学 2017年第5期38卷 9-15页

作者：冯仲伟中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所北京100081

采用多体动力学仿真分析软件UM建立CRH5型动车组的动力学仿真模型,仿真分析动车组通过小半径曲线线路时曲线半径、曲线超高、钢轨类型、曲线轨距加宽和轨底坡等线路参数对动车组运行安全性的影响。结果表明:曲线半径的影响最大,钢轨类... 详细信息

采用多体动力学仿真分析软件UM建立CRH5型动车组的动力学仿真模型,仿真分析动车组通过小半径曲线线路时曲线半径、曲线超高、钢轨类型、曲线轨距加宽和轨底坡等线路参数对动车组运行安全性的影响。结果表明:曲线半径的影响最大,钢轨类型、曲线超高、轨距加宽以及轨底坡的影响均较小。为增加动车组通过小半径曲线的安全冗余,减少外轨侧磨,建议在有条件的情况下尽量增大曲线半径;为避免曲线超高引起直曲过渡段处受到更大的轮轨冲击作用,建议对半径为250m的曲线线路不设置曲线超高,而且对应的曲线轨距加宽值宜设为10mm。

关键词：小半径曲线线路参数动车组通过曲线运行安全

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改良土路基的设计及压实指标研究

中国铁道科学 2008年第2期29卷 1-5页

作者：叶阳升程爱君张千里中国铁道科学研究院铁道建筑研究所北京100081

针对我国铁路改良土路基设计和施工缺乏相关标准,根据国内外有关资料以及现场施工中出现的问题,从改良土的强度随时间变化的特性出发,对改良土路基的设计及压实指标进行研究。提出改良土路基的标准设计强度应以控制路基面的变形为准,并... 详细信息

针对我国铁路改良土路基设计和施工缺乏相关标准,根据国内外有关资料以及现场施工中出现的问题,从改良土的强度随时间变化的特性出发,对改良土路基的设计及压实指标进行研究。提出改良土路基的标准设计强度应以控制路基面的变形为准,并考虑路基处于不利气候条件和施工时的强度损失,对设计强度作相应提高;建议改良土强度采用改良土养生7 d的饱和无侧限抗压强度,并考虑延迟压实的影响,留有一定的安全储备;为了确保路基压实质量检测的快捷性、有效性及可控性,建议改良土路基的压实指标采用压实度和改良土掺入料的掺入量,并且在压实度的计算中采用与现场施工等时的室内最大干密度。

关键词：路基改良土设计参数压实指标强度指标延迟压实

正交异性钢桥面板纵肋腹板与面板连接构造的疲劳试验研究

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中国铁道科学 2013年第2期34卷 41-45页

作者：赵欣欣刘晓光潘永杰张玉玲中国铁道科学研究院铁道建筑研究所北京100081

针对正交异性钢桥面板的纵肋腹板与面板连接构造易出现疲劳裂纹的问题,通过不同纵肋腹板与面板厚度配合及制造工艺共5组48个连接构造试件的疲劳试验,研究正交异性钢桥面板纵肋腹板与面板连接构造的疲劳性能及疲劳设计S-N曲线。研究结果... 详细信息

针对正交异性钢桥面板的纵肋腹板与面板连接构造易出现疲劳裂纹的问题,通过不同纵肋腹板与面板厚度配合及制造工艺共5组48个连接构造试件的疲劳试验,研究正交异性钢桥面板纵肋腹板与面板连接构造的疲劳性能及疲劳设计S-N曲线。研究结果表明:当12mm厚的面板搭配8mm厚的纵肋腹板时,试件发生沿面板厚度方向的剪切破坏,疲劳性能较差;当面板厚度从14mm增至16mm时,试件的疲劳性能有所提高;当面板厚度从16mm增至18mm、纵肋腹板厚度从8mm增至9mm时,试件的疲劳性能基本无改变;双侧熔透焊对疲劳试件的疲劳性能无改善,反而略低于单侧熔透75%焊。对连接构造试件的疲劳试验数据进行S-N曲线回归分析表明,连接构造可归为铁路桥梁钢结构设计规范中的IX类构造,当破坏循环次数为2×106时,其应力幅为71.9MPa。

关键词：正交异性钢桥面板纵肋腹板面板连接构造疲劳性能 S-N曲线

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客运专线道岔AT钢轨选型的研究

中国铁道科学 2008年第3期29卷 63-67页

作者：王树国葛晶中国铁道科学研究院铁道建筑研究所北京100081

道岔尖轨和可动心轨用矮型特种断面钢轨(简称AT钢轨)加工制造。配合CHN60钢轨,AT钢轨断面可有不同的选择。通过对国内外AT钢轨基本参数和使用情况的分析,依据道岔结构的要求,认为中国客运专线道岔用AT钢轨应该在CHN60AT钢轨、Zul-60钢轨... 详细信息

道岔尖轨和可动心轨用矮型特种断面钢轨(简称AT钢轨)加工制造。配合CHN60钢轨,AT钢轨断面可有不同的选择。通过对国内外AT钢轨基本参数和使用情况的分析,依据道岔结构的要求,认为中国客运专线道岔用AT钢轨应该在CHN60AT钢轨、Zul-60钢轨和60D钢轨中选择。对采用3种AT钢轨制造的尖轨的结构特点、强度、转换阻力以及不足位移等因素进行综合比选分析,并结合其他方面的要求及相关的技术标准,最终提出采用60D钢轨作为我国客运专线道岔AT钢轨的建议。在胶济线胶州北站的综合试验结果表明:采用60D钢轨制造的尖轨与CHN60钢轨的配合良好,转换阻力小于转辙机牵引力,且有较高的强度储备。

关键词：客运专线道岔 AT钢轨选型

无砟轨道铁路路基变形模量E_(v2)控制指标的试验研究

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中国铁道科学 2008年第5期29卷 20-24页

作者：胡在良李晋平王军东孟军涛熊昌盛中国铁道科学研究院铁道建筑研究所北京100081

根据京津城际轨道交通工程路基测试数据,对不同压实条件下碎石类土及级配碎石路基Ev2控制指标进行试验研究。抽取422组测试数据进行统计,分析Ev2及Ev2/Ev1的分布规律及其对路基压实质量的反映程度。对其中93组级配碎石路基Ev2测试数据进... 详细信息

根据京津城际轨道交通工程路基测试数据,对不同压实条件下碎石类土及级配碎石路基Ev2控制指标进行试验研究。抽取422组测试数据进行统计,分析Ev2及Ev2/Ev1的分布规律及其对路基压实质量的反映程度。对其中93组级配碎石路基Ev2测试数据进行K30分析比对。结果表明,路基压实质量与Ev2/Ev1值的相关性很大,对于不掺水泥的碎石类土填料,Ev2/Ev1较大时,K30,Evd容易出现不合格;对于掺3%-5%水泥的级配碎石填料,Ev2与Ev2/Ev1值离散性偏大,但Ev2/Ev1值较大时,K30测试值偏小。从Ev2多次加载曲线及现场实测不合格点测试结果也可以发现,采用Ev2及Ev2/Ev1双重指标对路基压实质量控制更为有效。

关键词：无砟轨道路基变形模量Ev2 控制指标

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低温环境下铁路钢桥疲劳断裂性能研究

中国铁道科学 2008年第1期29卷 22-25页

作者：张玉玲中国铁道科学研究院铁道建筑研究所北京100081

针对青藏铁路修建中遇到的钢结构抗疲劳问题,以364根试件的裂纹尖端张开位移试验(CTOD)、702根试件的夏比V型缺口冲击试验(CVN)以及24 mm钢板对接焊缝疲劳裂纹扩展速率试验的数据为依据,研究-50℃低温环境下铁路钢桥的疲劳断裂性能。采... 详细信息

针对青藏铁路修建中遇到的钢结构抗疲劳问题,以364根试件的裂纹尖端张开位移试验(CTOD)、702根试件的夏比V型缺口冲击试验(CVN)以及24 mm钢板对接焊缝疲劳裂纹扩展速率试验的数据为依据,研究-50℃低温环境下铁路钢桥的疲劳断裂性能。采用常规疲劳试验和数据分析方法会得出"低温疲劳性能好于常温疲劳性能"的错误结论。断裂力学理论分析的结果表明,在相同应力条件下,低温时的疲劳容许裂纹长度(17 mm)远小于常温情况(56 mm);相同疲劳循环次数下-50℃与常温的疲劳应力幅的比值为0.88;低温下裂纹稳定扩展区和急剧扩展区的交界点前移。根据研究结果确定,-50℃低温环境下钢桥的疲劳设计可采用现有桥梁钢结构规范规定的公式,但其疲劳容许应力幅取现行规范规定的常温值的80%,同时还应满足相应的构造细节设计及制造的特殊规定。

关键词：铁路钢桥断裂力学低温疲劳试验疲劳设计

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高速铁路隧道基底混凝土结构的随机损伤模型

中国铁道科学 2017年第1期38卷 57-67页

作者：王志伟赵有明张千里马伟斌马超锋中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所北京100081 中国铁道科学研究院北京100081

基于热力学原理与能量耗散原理,针对高速铁路隧道基底混凝土结构"拉—压—拉—压"反复受力特点,定义双标量损伤变量,引入硬化函数,建立混凝土受拉、受压条件下基于修正弹塑性亥姆霍兹自由能的随机损伤本构模型。在有效应力空间,根据塑... 详细信息

基于热力学原理与能量耗散原理,针对高速铁路隧道基底混凝土结构"拉—压—拉—压"反复受力特点,定义双标量损伤变量,引入硬化函数,建立混凝土受拉、受压条件下基于修正弹塑性亥姆霍兹自由能的随机损伤本构模型。在有效应力空间,根据塑性力学正交法则推导损伤变量的演化法则;在概率密度演化方程求解的基础上,建立"弹性预测—塑性修正—损伤修正"数值分析算法,并进行程序二次开发,实现对随机损伤本构模型的求解。通过与混凝土单轴拉伸、单轴压缩室内试验结果对比,验证所建立随机损伤本构模型的准确性和适用性。该模型既可在均值意义上反映混凝土受拉、受压的应力—应变关系,也可以在概率意义上模拟其离散范围,较为全面地反映了混凝土受力行为的非线性与随机性;可用于计算分析隧道基底混凝土结构的损伤演化规律及损伤疲劳寿命。

关键词：高速铁路隧道基底混凝土结构损伤变量随机损伤本构模型损伤疲劳寿命

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天兴州桥正交异性板焊接部位疲劳性能研究

中国铁道科学 2008年第2期29卷 48-52页

作者：荣振环张玉玲刘晓光中国铁道科学研究院铁道建筑研究所北京100081

武汉天兴洲桥是特大型公铁两用斜拉桥,其公路桥面采用了正交异性板的构造形成。运用有限元分析软件ANSYS和焊接疲劳试验方法,对正交异性板关键焊接部位(槽型闭口肋嵌补段对接处及闭口肋与横梁焊接处)的疲劳性能进行研究。采用ANSYS建立... 详细信息

武汉天兴洲桥是特大型公铁两用斜拉桥,其公路桥面采用了正交异性板的构造形成。运用有限元分析软件ANSYS和焊接疲劳试验方法,对正交异性板关键焊接部位(槽型闭口肋嵌补段对接处及闭口肋与横梁焊接处)的疲劳性能进行研究。采用ANSYS建立模型,用公路荷载标准进行桥面板应力分析,确定最不利荷载位置,进而计算得到正交异性板槽型闭口肋嵌补段对接处及闭口肋与横梁焊接处的最大应力幅分别为28.6和39.66 MPa。疲劳试验结果表明,焊缝的焊趾是薄弱环节。由疲劳试验得出的槽型闭口肋嵌补段对接焊缝及闭口肋与横梁或横隔板连接焊缝的疲劳容许应力幅分别为89.31和49.14 MPa,大于有限元计算得到的最大应力幅,说明正交异性板关键部位的疲劳性能符合要求。

关键词：斜拉桥正交异性板焊接部位疲劳有限元分析疲劳试验

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正交异性钢桥面板节段模型疲劳性能试验研究

中国铁道科学 2013年第4期34卷 22-26页

作者：陶晓燕中国铁道科学研究院铁道建筑研究所北京100081

设计3个正交异性钢桥面板的节段模型,进行系统的静载试验和疲劳试验,研究不同构造对正交异性钢桥面板受力和疲劳性能的影响。结果表明:面板的厚度对U肋与面板连接焊缝构造的应力影响显著,建议正交异性钢桥面板的面板厚度取为14mm以上;... 详细信息

设计3个正交异性钢桥面板的节段模型,进行系统的静载试验和疲劳试验,研究不同构造对正交异性钢桥面板受力和疲劳性能的影响。结果表明:面板的厚度对U肋与面板连接焊缝构造的应力影响显著,建议正交异性钢桥面板的面板厚度取为14mm以上;横隔板的间距对横隔板与U肋焊缝交叉处的面外应力、横隔板的面外变形、中间U肋的竖向变形有直接的影响;弧形开孔处的应力随横隔板的厚度增加而降低;正交异性钢桥面板上由次应力引起的裂纹的扩展比较缓慢,不会直接影响整个桥面结构的承载能力;横隔板与U肋相交处上部留有过焊孔这一构造细节对正交异性钢桥面板的疲劳性能不利。

关键词：钢桥正交异性钢桥面板节段模型构造静载试验疲劳试验受力