摘要：【目的】为研究地铁连续刚构桥上无砟轨道无缝线路纵向受力与变形规律,对地铁连续刚构桥上无砟轨道无缝线路设计改进、运营养护维修提供理论指导。【方法】根据梁-板-轨相互作用原理,建立地铁连续刚构桥上整体道床式无砟轨道无缝线路空间耦合模型,计算伸缩、挠曲、制动、断轨工况下轨道结构和桥梁纵向力及位移,并对轨道结构静力特性进行对比分析,为地铁连续刚构桥上无缝线路轨道结构设计提供参考。【结果】结果表明:双线列车荷载中点与中部梁端处重合时为列车垂向荷载最不利工况,此时钢轨纵向力与钢轨、桥梁纵向位移均为最大,均出现在中部梁端附近,数值分别为70.3 kN与0.6,0.8 mm;双线制动荷载列车尾部位于两侧梁端时为列车制动荷载最不利工况,此时钢轨纵向力与钢轨、桥梁纵向位移均为最大,数值分别为107.8 kN与1.6,1.7 mm。【结论】伸缩力作用下各个端部桥缝处为薄弱部位,在平时养护中应特别注意梁端部桥缝处轨道结构,防止因伸缩力过大而产生断轨;钢轨发生断轨时,在断缝处纵向力、纵向位移均发生突变,严重影响线路行车安全。

摘要：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。

摘要：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。

摘要：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。

摘要：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。

摘要：为研究弹性车轮结构特点与驱动性能关系,根据刷子模型,将弹性车轮的弹性梁看做连接在刚性轮毂上的一系列可以产生伸缩变形的弹性刷毛组成,这些刷毛能起到承受垂向载荷以及产生车轮纵向和侧向力的作用,然后对弹性车轮纵向力进行深入研究。在刚性路面,建立垂向和纵向力分布函数,根据地面接触情况积分求解纵向合力,并研究了弹性车轮弹性梁厚度与纵向合力的关系及弹性梁滑移率与纵向合力的关系。这为弹性车轮的优化设计提供一定的帮助。

摘要：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.

摘要：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%.

摘要：采用带刚臂的梁单元模拟桥梁,用非线性弹簧模拟线路纵向阻力,并采用相关文献试验结果进行验证。以该模型为基础,建立塔-索-轨-梁-墩-桩的斜拉桥整体空间有限元模型。以沪昆高速铁路某(32+80+112)m槽型截面单塔斜拉桥为例,对斜拉桥上无缝线路纵向力传递规律进行分析;计算纵向力对斜拉索和塔墩影响;探讨桥梁截面形式、线路纵向阻力模型、斜拉桥约束方式、主梁和拉索温度变化、风压以及钢轨伸缩调节器设置位置等设计参数对纵向力影响;提出相关取值建议。

摘要：为探究动态变化的纵向力对管片结构受力变形性能的影响,以济南黄河隧道工程为背景,采用有限元分析软件,建立错缝拼装弧形管片局部结构数值模型,定义管片结构弯矩与位移分配能力指标,研究管片结构弯矩与位移分配能力变化规律,以明确管片结构环间变形机理。结果表明:(1)当环缝未发生错台时,纵向力对管片结构影响较小;当环缝出现错台与张开现象,纵向力的增加增强了管片结构弯矩与位移分配能力。(2)环间作用首先为摩擦力,随竖向荷载增加,凹凸榫构造发生接触,环间作用其次为凹凸榫作用。(3)凹凸榫构造接触后,管片结构弯矩与位移分配能力随凹凸榫构造接触面积减小而减弱,管片结构弯矩与位移分配能力最终会趋于定值。由于弯矩与位移的重分配,管片结构会出现局部应力集中现象,设计时需予以加强。