摘要：轮轨作用力是考量高速列车运行安全性和平稳性最关键的参数。随着运行速度的不断提高,高速列车动力学性能和走行部可靠性问题不断增多,开展高速状态下轮轨载荷特征、分布规律和安全性的研究显得愈发重要。采用连续测量测力轮对测量某高速列车在不同线路状况、运用速度下的轮轨作用力,分析研究直线、曲线、不同型号道岔等工况下的轮轨力时频特性、统计分布规律。结果表明,有砟轨道的轮轨力频响范围部分大于无砟轨道。轮轨力样本普遍呈正态分布,垂向力分布离散程度与速度正相关,而曲线工况下,横、垂两向力的分布均值取决于曲线的欠超高量。脱轨系数和轮重减载率最大值均出现在侧向过岔时,18号、42号道岔脱轨系数分别为0.49、0.37,两种型号道岔轮重减载率分别为0.20和0.23,满足安全要求。上述结论为轮轨动力学试验提供了参考,也为高速铁路设计给出建议。

摘要：混凝土箱梁受到太阳辐射、大气温度波动等多种气象因素的综合作用,结构内部会产生显著的非均匀温度分布。截面内温度梯度可能会导致桥梁结构产生过大的温度应力与温度变形,影响桥梁结构的安全性和耐久性。本文旨在探究气象因素对混凝土箱梁温度场的影响机理,并提出一种能精确预测中国多区域混凝土箱梁截面最大温度梯度的方法。首先建立了日照条件下混凝土箱梁温度场计算模型,将2 a以上气象资料作为输入条件,对多个地区混凝土箱梁温度场长期变化进行了仿真模拟,并对混凝土箱梁截面温度梯度的长期变化趋势进行了分析。然后利用主成分分析(PCA)确定了混凝土箱梁截面最大温度梯度预测模型所需的输入参数。最后利用遗传算法优化的BP神经网络建立预测混凝土箱梁竖向、横向温度梯度的网络模型,并与混凝土箱梁截面温度梯度进行比较。结果分析表明BP神经网络模型可以精确地预测混凝土箱梁最大温度梯度,预测值平均绝对误差(AAE)均小于0.9℃,均方根误差(RMSE)均小于1.2℃,决定系数(R^(2))均大于0.9。基于当地气象条件,本文利用经典的BP神经网络模型所建立的预测模型对中国不同地区的混凝土箱梁截面最大温度梯度均能给出准确的预测,为混凝土箱梁设计和施工阶段的最大温度梯度的计算提供一种高效的方法。

摘要：以某预留400 km·h^(-1)速度条件的高速铁路为研究背景,基于代理模型和优化思想,从系统设计层面提出考虑经济性的高速铁路隧道气动效应关键参数优化方法。首先,采用流体力学软件建立隧道气动效应数值模型,并基于列车以300 km·h^(-1)速度通过隧道的实测数据,验证数值模型的有效性;然后,以隧道净空面积和车辆动态密封指数为变量,依托既有350 km·h^(-1)高速铁路数据,构建列车以400 km·h^(-1)速度通过隧道时车内气压变化3 s极值的Kriging代理模型;最后,以建造成本为目标函数,构建考虑经济性的高速铁路隧道气动效应关键参数优化模型,设计布谷鸟搜索算法,求解满足舒适度标准的最优隧道净空面积和车辆动态密封指数。结果表明:代理模型预测的相对均方根误差为0.59%、相关系数为0.9999,能够精确描述车内气压变化3 s极值与车辆动态密封指数、隧道净空面积的非线性关系;对于400 km·h^(-1)高速铁路,建设成本最小时隧道净空面积为100 m^(2)、车辆动态密封指数为11 s,此时车内气压变化3 s极值为1163.4 Pa,满足气动舒适度要求。

摘要：在边坡工程领域,特别是在具有高陡危岩体的边坡工程中,落石防护已成为该领域的主要研究课题之一,被动柔性防护网因其优越的性能被广泛应用。以渝怀线K158白马一号隧道进口仰坡为研究对象,评估该地区危岩失稳条件下,当前布设的被动防护体系的服役性能。利用摄影测量的方法快速构建出精确的边坡起伏形态及数值模型,基于概率统计、能量损失、碰撞回弹等理论,利用Rocfall模拟落石运动过程。最终根据各级防护网的防护效果,评估当前被动防护体系的服役性能。结果显示,(1)无防护网情况下,1#落石区的落石有13.3%的可能会对铁路桥面造成破坏;(2)当前被动防护体系对于质量小于3 000 kg的1#落石区落石防护效果良好;(3)当前被动防护体系中五级防护网未起到拦截或防护落石作用;(4)当前被动防护体系中,四级防护网主要起消能作用,二级与三级防护网主要起拦截作用。研究成果可以为其他落石防护案例的设计和防护性能分析提供参考。

摘要：针对树形双边贯通牵引供电系统负序导致的电力系统侧公共连接点处三相电压不平衡问题,提出在树形双边贯通牵引供电系统中加装由降压变压器、潮流控制器(PFC)和控制器组成的补偿装置进行功率转移的负序补偿方案;在建立采用PFC的贯通型牵引供电系统拓扑结构和数学模型的基础上,设计合理的约束参数和控制策略,通过控制补偿装置改变电力系统侧功率分布,从而实现负序补偿;采用MATLAB/Simulink仿真试验平台,分析补偿装置所需容量随负序补偿程度的变化规律,并计算最小化负序补偿容量,对补偿方案进行验证。结果表明:基于功率转移的负序补偿方案能够灵活调节公共连接点处负序功率和无功功率含量;可将公共连接点处三相电压不平衡度的最大值降低至4%,95%统计值降低至2%,满足了国家标准,从而验证了基于功率转移负序补偿方案的有效性。

摘要：本文旨在探究粗颗粒(粒径d>5 mm)细长比对粗粒土填料振动压实特性的影响机制,深入揭示粗粒土填料振动压实机理。首先,基于优化Viola-Jones算法建立颗粒形状采集系统,通过几何算法量化粗颗粒细长比;其次,基于自研智能振动压实仪,选择3组不同细长比的粗粒土填料,开展大型振动压实试验,并通过物理-力学指标揭示细长比与粗粒土压实特性之间的相关性;最后,建立振动压实离散元数值模型,并通过孔隙率、颗粒应力以及颗粒运动特性等细观指标揭示细长比对粗粒土填料压实特性的影响机制。研究结果表明:在振动压实过程中,存在最优细长比使粗粒土填料密度最大,粗粒土填料承载力随细长比增加而增加;在数值模型中,粗粒土填料内部孔隙率随细长比增加而减小;细长比越小,颗粒应力越集中,导致颗粒破碎现象越显著,同时,颗粒运动也越剧烈,其中,细颗粒运动位移比粗颗粒的大。

摘要：为研究随机列车荷载作用下钢弹簧浮置板轨道(steel spring floating slab track,简称SSFST)上线运营后的减振效果,选取某地铁线路同一区间、同一曲线段内的普通无砟轨道及钢弹簧浮置板轨道典型测试断面,在同一天内开展了现场对比测试。研究结果表明:钢弹簧浮置板轨道减振效果的线上评估结果与列车、轨道的实际运营状态直接相关;在不同列车的随机激励作用下,Z振级相对插入损失(ΔVL_(Z,max))相差超过10 dB,且部分测试样本无法满足特殊减振的设计需求;为获得保守的评价结果,应选择轮、轨平顺状态良好的运营区段开展对比测试;通过合理的养护维修,使运营列车及轨道保持良好的运行状态,是减振轨道区段满足振动控制需求的关键。

摘要：以乌鲁木齐城市轨道交通1号线为依托,设计宽枕板式聚氨酯固化道床轨道结构,并进行动力特性和减振性能研究。结果表明:与无砟轨道结构相比,宽枕板式聚氨酯固化道床轨道结构在列车振动荷载作用下会产生迟滞弹性变形,有利于能量耗散,轮轨垂向力均值及峰值分别减少17.9%和9.8%;无砟轨道结构脱轨系数在0.04~0.22范围内,而宽枕板式聚氨酯道床轨道结构脱轨系数在0.03~0.08范围内,行车稳定性更高;与无砟轨道结构相比,宽枕板式聚氨酯固化道床轨道结构的Z振级插入损失为8.1 dB,最大插入损失为11.18 dB,对应中心频率为40 Hz,具有较好减振性能。

摘要：为研究列车风激扰下雨棚附属结构的动力响应,以某高铁车站雨棚附属结构为研究对象,建立雨棚附属结构及高速列车仿真模型,分析高速列车以不同速度级通过时雨棚附属结构所受列车风的压力(简称“列车风压”)分布规律;基于此,研究雨棚附属结构的动力响应和疲劳寿命,确定列车风与8级环境风共同作用极限条件下采用不同连接方案时雨棚附属结构的合理设计高度。结果表明:在同等高度下,雨棚附属结构所受列车风压极值随车速的提高而增大;在相同速度级下,列车风压极值随高度的增加而减小;当高速列车以相同速度级通过雨棚时,LED屏应力极值最大,车站站牌应力极值次之,出站口指示牌应力极值最小;雨棚附属结构疲劳寿命随车速提高不断降低,在现有运营条件下雨棚附属结构服役100 a不会发生疲劳破坏,其中LED屏的疲劳寿命最短,疲劳破坏最先发生在顶部连接部位;极限条件下雨棚附属结构最优连接方案下的合理设计高度范围为5.72~10.50 m。

摘要：针对国内外相关规范及研究人员提出的节段拼装梁抗剪承载力计算式差别较大的问题,结合24 m预制混凝土节段胶接缝拼装梁的静载试验,进行节段拼装梁抗剪承载力计算研究。结果表明:在对节段拼装梁进行未开裂接缝截面的抗剪承载力计算时,计算面积应取腹板面积;依据研究人员提出的接缝截面抗剪承载力计算式计算的结果均偏大,应考虑合理的折减;铁路规范、公路规范和轨道交通技术标准中提供的斜截面抗剪承载力计算式可用于节段拼装梁实体段和接缝截面的抗剪承载力计算,计算结果偏安全;在对铁路、公路、城市轨道交通和城市桥梁的节段拼装梁进行接缝截面抗剪承载力计算时,可取国内各规范斜截面抗剪承载力计算值与美国《节段式混凝土桥梁设计与施工指南》计算值中的较小者。