摘要：研究目的:整体式钝体钢箱梁作为大跨度铁路桥近年来采用的一种主梁形式,涡激振动现象较为显著,为研究比例尺对铁路桥钝体箱梁节段模型涡振试验的影响,采用1∶90、1∶50与1∶25节段模型风洞试验,对比不同比例尺试验下铁路桥钝体箱梁断面的涡振响应,在此基础上分析研究铁路桥钝体箱梁节段模型风洞试验的适宜缩尺比。研究结论:(1)铁路桥钝体箱梁的涡激振动试验结果受模型比例尺影响较大,其中1∶50节段模型试验中获得的断面涡振响应最为显著,通过1∶25比例尺试验获得的断面涡振响应较小,但该两种比例尺模型的主要涡振特性试验结果大致吻合;(2)1∶90节段模型试验在各风攻角下均没有测试到断面的涡振响应,采用小尺度模型试验无法有效反映钝体箱梁铁路桥实桥的涡振特性;(3)在不考虑节段模型系统满足与实桥间质量与质量惯性矩相似律的条件下,可以在小尺度(1∶90比例尺)模型试验中获得铁路桥钝体箱梁断面的涡激振动,虽无法借此判定实际铁路桥梁的涡振响应,但可借此对比断面涡振性能的高低,在主梁设计阶段初期辅助完成气动优化措施的研究;(4)本研究成果可为大跨度铁路桥箱梁的风洞试验比例尺设定提供参考。

摘要：路基近距离上跨施工对下方既有隧道结构极为不利,路基挖方会引起下方隧道上浮,路基填方将增加既有隧道结构荷载,严重影响结构安全。依托新建成渝中线路基近距离上跨既有市域铁路璧铜线云雾山隧道工程,借助有限元MIDAS构建隧址区三维数值模型,用于还原路基上跨既有隧道施工现场,通过分析隧道变形及结构受力来判定铁路路基建设运营后既有结构安全性。研究结果表明,路基建设前后既有隧道结构受力规律未发生明显改变,但由于附加上方填土荷载及列车荷载,下方隧道结构应力增加,结构最大受拉为0.54 MPa,最大受压为3.69 MPa,同时,路基填方导致下方隧道结构整体沉降,相较而言,隧道拱顶处受影响程度更大,拱顶最终沉降变形为4.672 mm,现场监测验证了数值计算的合理性。荷载结构法计算表明,路基修建前后下方既有隧道结构最小安全系数分别为6.22、4.50,路基修建对下卧隧道有一定影响,但仍在安全可控范围内。

摘要：针对风雪气候条件下高速列车转向架区域的防积雪结冰问题,设计端部下斜橡胶板导流方案。基于RNG k-ε湍流模型对15 m/s横风环境、200 km/h运行车速条件下,不同导流板下斜距离方案的转向架区域进风量、流线流速及对整车的气动力影响进行计算和分析。研究结果表明:转向架底面为主要进风来源,导流板下斜距离越大,转向架区域的总进风量越小,下斜距离由40 mm增至60 mm,总风量减小幅度最高达50%;优化前后流速流线对比显示,下斜导流方案改变了运行前方底板下方来流流场,上扬气流受导流板抑制往下流动,气流绕过转向架区域腔口抵达转向架底部后方,有效减少了车底进入转向架区域气流;增加导流板后,随着导流板下斜距离增加,整车阻力为增加趋势,相比原型车最大增加2.4%。而横向力、升力和倾覆力矩变化均在1.8%以下,影响较小。

摘要：针对我国季节性冻土区高速铁路路基水泥稳定碎石基床压实质量控制标准缺乏的现状,结合现行设计规范和相关试验规程,以冻土区高速铁路水泥稳定碎石基床为研究对象,将地基系数、动态变形模量、变形模量、回弹模量和无侧限抗压强度作为评价指标,研究水泥稳定碎石基床各项压实指标的适用性及相关性。结果表明:水泥稳定碎石基床的地基系数受填料自身特性影响较大,二次变形模量测试过程繁琐,可采用直接反映路基压实状态的一次变形模量为水泥稳定碎石基床的压实检测指标;各压实指标与回弹模量、无侧限抗压强度间存在较好的指数函数关系,因此可通过室内试验较易获得的回弹模量、无侧限抗压强度推算复杂试验条件下的压实质量控制指标,为季节性冻土区水泥稳定碎石基床的压实性能提供快捷、有效的估算方法。

摘要：研究目的:地下水位降低同区域性沉降直接相关,为研究区域沉降地区的高速铁路路基沉降控制问题,对地下水位降低情况下的刚性桩复合地基桩土作用发展变化规律展开研究就显得尤为重要。基于桩土荷载传递和桩侧土体极限抗剪强度理论,本文建立考虑地下水位降低影响的刚性桩复合地基沉降计算模型,根据沉降模型关于不同初始地下水位及不同深度地下水位降低情形的计算结果,确定地下水位降低引起的刚性桩复合地基沉降变形以及桩侧摩阻力分布特征。研究结论:(1)初始地下水位对桩土沉降变形的影响随地下水位深度的增加而减小,且总体处于较低水平;(2)地下水位降低幅度和水位线位置均影响桩土沉降变形,浅层地下水位变化将引起更严重的地基沉降变形;(3)地下水位降低引起桩土附加沉降的作用机理类似于大面积堆载,并将引起桩顶附近桩侧负摩阻力的增加;(4)本研究成果可为地下水开采诱发区域性地面沉降地区的刚性桩负荷地基设计提供参考,也可为高铁路基沉降控制提供可靠的设计计算依据。

摘要：为探究结构参数对公铁两用斜拉-悬索协作体系桥受力性能的影响,确定结构参数的合理取值,以甬舟铁路西堠门公铁两用大桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立该桥杆系有限元模型,计算分析辅助墩、吊跨比、矢跨比及交叉索数量等参数变化对结构竖向刚度、端吊杆活载轴力幅、桥塔弯矩等的影响,提出各结构参数的合理取值建议。结果表明:在边跨设置辅助墩能提高结构的竖向刚度、降低桥塔顺桥向弯矩和端吊杆活载轴力幅;吊跨比越大,结构的竖向刚度越小;矢跨比越大,结构的竖向刚度越大;增加交叉索对数可以降低端吊杆的活载轴力幅,但交叉索数量增至一定数量,端吊杆活载轴力幅值降低趋势趋于稳定;推荐大桥采用边跨设置2个辅助墩、跨中纯悬吊段吊跨比0.3、主缆中跨矢跨比1/6.5、交叉索9对的结构布置。

摘要：全断面硬岩隧道掘进机(TBM)广泛应用于隧道工程的建设,其滚刀破岩过程的受力情况也一直是TBM设计和施工阶段的核心问题。为研究TBM破岩过程的滚刀受力情况,该文简化滚刀运动模式,综合运用剪切与张拉破坏机理,分别对滚刀随刀盘转动时的扭转运动和在掘进方向的近似直线运动时的滚刀受力情况进行研究,不考虑滚刀自身旋转的影响,推导得出了计算破岩过程中滚刀法向力及滚动力的计算模型,并进一步分析了滚刀法向推力的主要影响因素,保证了计算模型参数取值的合理性。将该模型应用于实际工程案例中,分别与现场监测结果和近似常截面盘形滚刀破岩力CSM模型计算结果进行对比,结果表明:该计算模型所得结果与现场监测结果之间的相关性较好,且相比于近似常截面盘形滚刀破岩力CSM模型的计算误差较小,从而验证了该模型的适用性和合理性,为TBM滚刀破岩的力学计算和模型研究及其相关工程的应用提供了参考。

摘要：为研究大跨度斜拉桥双向曲面混合桥塔钢-混结合段的力学行为与传力机理,设计相似比为1∶4的全截面静载试验模型,测试最不利及超载工况下结构的应力、变形、开裂等;结合有限元仿真分析,研究桥塔钢-混结合段的传力机理,并进一步探讨结构构造参数对其影响规律。结果表明:最不利荷载工况下,钢结构最不利压应力为-165.44 MPa,位于钢过渡段主跨受压侧壁板;混凝土最不利拉应力为8.65 MPa,叠加预应力效应后约为1.73 MPa,位于混凝土段边跨受拉侧;沿塔轴向,钢结构应力平缓降低并在承压板附近存在突变,混凝土应力较为平稳;剪力钉及PBL剪力键弯曲应力均呈“两头大、中间小”的马鞍形分布。模型各构件实测应力随荷载增加呈线性增长,模型整体处于弹性受力状态;结合段钢-混最大滑移值仅65μm,钢-混之间协同受力良好;模型上下缘实测应力差异约为10%,表明双向曲面构造引起一定的空间受力特性,但挠度量值差异小。超载工况下,1.4倍加载时混凝土段边跨受拉侧出现裂纹;1.7倍加载时钢过渡段主跨受压侧局部应力屈服,模型受力整体表现为以钢过渡段受压侧及混凝土段受拉侧最为不利。2.0倍加载下,模型水平挠度随荷载变化均近似线性增加,转角近似满足线性变化,受混凝土开裂影响较小;最大水平挠度仅1.43 mm,挠跨比约为1/3000,结构具有良好的刚度性能;结合段内混凝土局部开裂对受拉区的钢-混相对滑移影响较为显著。通过承压板、钢壁板及PBL板分别传递荷载66.3%、15.2%及18.5%,承压板为主要传力构件。参数讨论表明,原桥合理承压板、钢壁板厚度分别介于40~80、24~40 mm之间,剪力连接件刚度对结构传力影响较小。

摘要：针对我国沙化地区普速铁路和高速铁路人工清扫积沙劳动量大且搬运困难的问题,研发出一种安装在轨道车上的气力吸取式轨道吸沙机,并进行最大吸沙量、沉降沙粒的最小粒径等性能参数的理论计算、参数分析和试验验证。结果表明:在现有轨道和轨道车安装空间及供电条件下,推荐轨道吸沙机的风量为0.22m^3·s^(-1),最大风压60 000Pa;吸沙管内径38mm;贮沙筒内径按照车辆限界空间限制尽量取最大值0.9m;旋风分离筒排风管直径150mm;滤网过滤网孔直径0.2mm。依据推荐设计参数和选型,气力吸取式轨道吸沙机最大吸沙量约1.76m^3·h^(-1),贮沙筒内沉降沙粒最小粒径约0.06mm,旋风分离筒分离出沙粒的最小粒径、最大粒径和分割粒径分别为0.025,0.45和0.10mm,过滤筒内过滤出的最小沙粒粒径约0.15mm。研究结果可为吸沙部件的设计和选型提供依据。

摘要：研究目的:近年来我国高速铁路发展迅猛,主跨超过200 m的大跨度桥梁与无砟轨道适应性成为无砟轨道设计的关键课题之一。为研究列车荷载、温度荷载、温度梯度荷载耦合作用下大跨度桥上无砟轨道疲劳损伤特性,以南昌至赣州客运专线上某(35+40+60+300+60+40+35)m混合梁斜拉桥为例,探讨在高速列车荷载、温度及温度梯度荷载下桥上无砟轨道结构疲劳损伤规律。研究结论:(1)在列车荷载作用下,钢轨最不利位置出现在桥梁跨中,寿命为17年;(2)在列车荷载作用下,道床板寿命由两端向中间阶梯式下降,道床板最不利位置出现在跨中道床板板底,底座板寿命由桥梁两端和桥梁跨中向桥塔附近减小,最不利位置出现在桥塔附近底座板板底;(3)在列车荷载、温度荷载和温度梯度荷载作用下,道床板最不利位置出现在桥梁跨中,底座板最不利位置出现在桥塔附近;(4)气候条件对无砟轨道结构影响较大,桥梁所处城市位置越往南,轨道结构寿命越长,广州地区气候下道床板和底座板寿命分别为哈尔滨的3倍和2.1倍;(5)本研究成果可为主跨超过200 m的大跨度桥梁与无砟轨道适应性问题提供参考。