摘要：为探究隧道排水盲管堵塞引起的衬砌外部水压变化规律以及对其结构的影响,通过FLAC3D软件建立隧道三维数值模型,利用渗透系数折减法模拟排水盲管的不同堵塞程度,研究不同水位高度、排水盲管不同堵塞程度、连续不同堵塞长度以及非对称堵塞等工况下,隧道衬砌外侧水压及其主应力变化规律。结果表明,不同水位高度下,隧道外围环向水压总体呈现出拱底最大、拱脚最小,隧道衬砌最大(小)主应力变化量随着水位的上升而增加,其中以拱脚处衬砌主应力变化最为显著。当排水盲管堵塞后,衬砌外侧不同部位水压均随之增加,以拱脚处水压增幅最大,当堵塞程度超过50%后,水压增速明显加快,并以拱脚处增速最为明显,可见排水盲管堵塞引发的不利影响并非随堵塞程度加深而线性增加。当隧道两侧排水盲管堵塞超过16 m后,其堵塞段拱顶衬砌外侧最大水压力达到连续堵塞40 m(即全堵塞)时的92%,因此建议在铁路隧道纵向排水盲管出水口处连续堵塞2个以上时,应及时对堵塞的排水管道进行疏通。隧道排水盲管在非对称堵塞后出现偏压现象,堵塞侧外部水压力和衬砌主应力与正常排水工况相比显著增大。研究成果可为隧道排水盲管服役状态评估和治理提供参考。

摘要：输电塔长期受到风动荷载、导线舞动荷载等振动荷载作用,导致节点螺栓松动。为研究输电塔螺栓节点在横向振动荷载作用下的螺栓松动规律,通过光纤光栅螺栓进行了6组螺栓角钢搭接节点和3组螺栓群角钢对接连接节点共计32个试件的横向振动试验,研究了荷载幅值、振动频率、螺栓预紧扭矩等参数对螺栓松动的影响,分析了螺栓在动力荷载作用下的力学性能。结果表明:螺栓松动在振动初始时刻预紧力缓慢下降,之后经历预紧力快速下降阶段,最后预紧力损失速度逐渐变缓并趋于稳定;对于角钢搭接节点和螺栓群角钢对接连接节点,随着振动幅值的增加,螺栓松动程度增加,随着预紧扭矩的增大,螺栓松动趋势减小,振动频率对螺栓松动的影响较小;螺栓安装间隙对搭接节点螺栓松动几乎无影响,搭接节点远离加载端位置的螺栓更易松动,螺栓群角钢对接连接节点靠近加载端的螺栓相比中间位置的螺栓更易松动。试验结果为工程中螺栓预紧力监测和螺栓防松设计提供参考,保证节点承载力。

摘要：隧道在复杂地质和高水压环境下易产生衬砌裂损、渗漏水及隧底变形等病害,尤其是隧底隆起,对铁路安全和轨道平顺性构成威胁。提出水是隧底隆起的源头,基于水致泥岩膨胀与高水压对隧底及衬砌结构局部作用效应,构建隧底结构-荷载模型,并建立有限元模型分析不同隧底围压下结构变形与层间损伤。计算结果表明:隧底围压增加导致结构层间及施工缝界面黏结失效迅速发展,轨道高低、水平、三角坑不平顺性增大,节段挤出效应显著;双线隧道更易发生显著的结构及轨道变形,单线隧道在相同条件下可减少80%隆起量;仰拱厚度不足加剧结构变形和层间离缝,仰拱隆起与无砟轨道上拱变形呈非线性,双线隧道仰拱厚度不足0.2 m时,结构隆起与上拱变形快速增加,层间黏结破坏的临界围压由厚度0.6 m的1.3 MPa降至厚度0.3 m的0.9 MPa。计算结果验证了结构-荷载模型的科学性,其揭示的隆起与上拱变形规律对铁路设计、建造与运维具有重要作用。

摘要：由于中国、欧洲、日本三地无砟轨道发展路径不同,无砟轨道结构体系采用的列车竖向设计荷载也有所区别。为了得到无砟轨道最不利设计荷载,本文采用有限元方法,计算单元式无砟轨道结构和连续式无砟轨道结构在上述三种标准列车荷载下的结构受力特征,并进行对比分析。对于单轴荷载和转向架荷载,本文提出了等效轴距的概念,分析了单元式轨道结构等效轴距与结构体系总体刚度之间的关系。结果表明:三种标准列车荷载在单元式无砟轨道和连续式无砟轨道之间都存在差异,单轴荷载加载为单元式无砟轨道最不利加载方式,LM-71荷载加载为连续式无砟轨道最不利加载方式;计算得到了等效轴距范围为1.1~1.6 m,小于国内现行高速列车和货车机车轴距;提出了以单轴加载作为单元式无砟轨道设计荷载,以LM-71荷载加载作为连续式无砟轨道设计荷载的建议。

摘要：随着我国西部地区铁路建设规模的不断扩大,隧道工程在复杂环境下的施工量测需求日益增长。针对铁路隧道施工,尤其是在复杂环境下的监控测量需求,通过现场调研、产品设计、测试应用等方法,研发一种智能综合量测机器人。该机器人集成了运动系统与精准控制、高精度自主定位、智能量测与数据处理、三维扫描检测和有害气体监测等多项先进技术,在铁路隧道工程的应用测试中,验证了性能可靠性和工效优越性。研究结果显示,综合量测机器人的设计能够在极端复杂气候和环境下稳定运行,满足隧道施工对设站、定位、测量、监测、检测和监理等功能需求,在提升隧道施工量测效率、减少人为操作误差离散性、增强作业安全性方面更有优势。分析经济效益发现,机器人在人工成本和作业时间上展现出长期的良好成本优势。

摘要：为研究高速铁路简支梁桥跨中顶板下缘纵向裂缝在行车荷载激励下的横向扩展及对振动能量分布的影响,以某CRTSⅡ型板式无砟轨道简支梁桥为研究对象,基于实测数据、扩展有限元法和子模型技术,建立车-轨-桥耦合分析模型与带裂缝的跨中顶板子模型,研究不同车速、裂缝长度与深度条件下桥梁顶板下缘裂缝横向扩展规律;利用结构声强法探明不同裂缝长度与深度条件下开裂顶板下缘振动能量分布情况。研究结果表明:增大行车速度会增大裂缝横向扩展位移曲线峰值;在350 km/h高速行车激励下,随着裂缝长度增大,裂缝扩展位移曲线的峰值几乎没有变化;顶板裂缝深度每增加20 mm,裂缝扩展位移曲线的峰值增大0.0015 mm,裂缝横向扩展受裂缝深度影响显著。无裂缝时顶板下缘振动能量流动方向与行车方向保持一致,越靠近列车荷载位置振动能量分布越多;裂缝的出现对顶板下缘一定范围内的振动能量产生两个影响,一是改变能量流动方向,二是降低能量值大小;裂缝长度增大对能量的影响范围仅局限于裂缝周围单元;裂缝深度的增加会使得裂缝对能量的影响范围显著增大,且裂缝两端出现能量集中现象。研究成果可以为高铁简支梁桥养护维修提供理论基础。

摘要：为了完善车辆-轨道耦合动力学研究的试验手段,对1∶4缩尺轨道系统和二系悬挂缩尺车辆系统开展设计,研制了缩尺车辆-轨道试验平台,并在缩尺车辆-轨道系统动力学计算的基础上,进行了车辆-轨道试验平台实车运行试验。结果表明:缩尺车辆-轨道系统的横向平稳性指标、垂向平稳性指标、脱轨系数、轮重减载率及整车倾覆系数最大值分别为1.671、1.628、0.549、0.544、0.368,均满足相关标准;实车运行状态良好,轨道及车辆零部件没有出现损坏,相关性能指标均满足规范要求。设计的试验平台为进一步开展车辆-轨道系统的探索性试验提供了重要手段。

摘要：为研究高压碎值骨料的理化特性对其所制备混凝土力学性能的影响,选取不同压碎值的花岗岩、片麻岩骨料样品,测试了其理化特性指标及采用其所制备的不同强度等级混凝土的抗压强度、劈拉强度、弹性模量等力学性能指标,并对硬化混凝土浆骨界面等进行观察。研究发现:采用较高压碎值花岗岩骨料或片麻岩骨料制备的C30、C40、C50、C60强度等级混凝土的28 d抗压强度均满足设计目标,大致上相比于较低压碎值同岩性骨料混凝土降低0~5 MPa;高压碎值花岗岩骨料混凝土的力学性能优于高压碎值片麻岩骨料混凝土,且高压碎值片麻岩骨料对各强度等级混凝土劈拉强度、弹性模量影响较为显著;为分析相同岩性高压碎值骨料混凝土的性能差异,建议关注骨料饱水后的压碎值变化;高压碎值骨料中不同矿相的硬度与脆性差异明显,随着混凝土强度等级的提高,浆体更加致密,界面微裂纹尺寸与数量减小。

摘要：铁路、公路、水运、民航是我国重要的交通基础设施,混凝土结构是交通基础设施的主要结构类型,提升交通基础设施混凝土结构耐久性能是保障交通安全、提升运输效能、延长结构服役寿命的重要途径。本文全面调研分析了我国交通基础设施混凝土结构的服役现状,结合国情和实情从设计理论、建造技术、运维制度等角度探讨了我国混凝土结构耐久性面临的问题与挑战,梳理了先进交通基础设施混凝土结构表面裂纹、渗透性能、内部损伤与钢筋锈蚀监测技术,概述了交通基础设施混凝土结构精准维修技术。研究提出了我国综合交通基础设施混凝土结构耐久性提升的对策建议:做好顶层设计、强化科技创新、完善标准体系,全面保障综合交通基础设施混凝土结构长寿命安全服役。

摘要：为探明弹性支承块式无砟轨道结构在基础变形恶劣地质条件下的变形规律,采用Abaqus有限元软件建立隧道段弹性支承块式无砟轨道精细化数值仿真模型,在考虑弹性支承块式无砟轨道道床板直接构筑于仰拱上的特殊结构形式前提下,以仰拱余弦型不均匀沉降作为基础变形输入形式,分析幅值、波长对钢轨位移、道床板位移及道床板与基础间离缝及脱空高度与长度的影响,提出基础变形作用下弹性支承块式无砟轨道的薄弱位置及最不利变形形式。研究结果表明:1)当基础变形形式为余弦型不均匀沉降时,钢轨变形形式与基础变形形式一致性较高,道床板变形形式一致性较低;结构沉降随基础沉降幅值增大而增大,基础沉降波长对结构沉降最大值影响较小;沉降中心出现沉降最大值,沉降端部出现小幅上拱;2)当沉降幅值与波长不变时,由于道床板的纵向不连续性,沉降中心为板中的情况变形较为缓和,沉降中心为板端的情况变形较为剧烈;3)层间离缝及脱空高度随沉降幅值的增大而增大,随沉降波长的增大而减小;随沉降幅值的增大而增大,随沉降波长的增大先增大后减小;基础沉降波长小于40 m时,只要发生沉降即需进行检查修补;基础沉降波长超过80 m时,可不进行离缝修补。综上所述,沉降幅值与轨道结构变形呈正相关;道床板的纵向不连续使得结构沉降与离缝突变性强,极大恶化轨道结构力学性能。研究结果可为基础变形地段弹性支承块式无砟轨道的优化设计与运维养修提供参考与依据。