摘要：中国铁路建设逐渐进入运营维护高峰期。为利用BIM技术解决运维阶段信息化管理存在的数据阶段性转换难度大、可视化效果不佳等问题,基于B/S架构对BIM技术在铁路运维中的可视化技术展开研究。使用Revit精细化地搭建铁路运维中的监测设备对应的监测点族模型,将其作为运维数据集成与可视化管理的载体;基于MySQL数据库,以传感器在监测物联网体系中的采集仪与采集通道编号为主键,进行铁路运维管理数据系统的设计与搭建。利用***引擎进行运维云平台的开发,并研究在Web端进行运维属性附加的可行性,结合Cesium引擎独立在Web端集成扩展轻量化运维BIM模型。基于上述研究,形成基于WebGL扩展模型的铁路运维云平台并丰富其功能,能够实现现场监测数据在数据库中的结构化存储。在运维云平台中对监测点族进行附加,并且可以将监测数据与监测点族的显示状态进行关联,实现运维阶段信息的高效集成与可视化。结合工程案例,验证本扩展模型运维云平台的应用效果。基于B/S架构中的***及***引擎研究的运维模型扩展可视化方式,能够打通铁路运维过程中的数据采集、数据处理到数据可视化管理的全过程,摆脱使用大型商业软件进行运维属性附加的依赖,可为相关铁路智慧运维研究提供依据。

摘要：掌握有轨电车交通荷载下路基动力响应特性是设计嵌入式轨道路基结构的关键技术前提.首先,考虑车体间铰接形式、轨道支承特点与路基阻尼影响,构建有轨电车-嵌入式轨道-土质路基耦合动力学模型;然后,以中国普通干线铁路轨道谱为激励,进行动力学仿真;最后,分析路基面承受车辆荷载特点,并讨论动应力放大系数的概率分布特征与沿深度衰减规律.研究表明:嵌入式轨道结构路基面动应力的幅值受轨道随机不平顺影响服从正态分布规律;在有轨电车轴重11 t、设计速度100 km/h、90%干线轨道谱条件下,路基面动应力放大系数服从正态分布N(1.008, 0.1002),超越概率30%的常遇动力系数为1.058,保证率为99.9%的极限动力系数为1.308;受路基材料阻尼影响,动应力放大系数沿深度线性衰减,阻尼增大,衰减趋势加剧;随着深度增加,动应力放大系数均值逐渐减小,由动力作用增大区略大于1过渡到动力作用减弱区小于1.

摘要：为指导制定我国浮置板轨道减振垫设计规范,探究德国浮置板轨道减振垫规范(DIN 45673-7:2010)以及我国浮置板轨道减振垫暂行技术条件(TJ/GW 121-2014)的科学性。以聚氨酯与橡胶减振垫为研究对象,依据上述规范开展室内测试,建立车辆-轨道刚柔耦合模型与轨道-隧道-土层耦合有限元模型,开展减振垫单一预压、单一频率减振效果评价方法的影响研究,探讨规范中减振垫浮置板轨道减振效果评价的合理性。研究结果表明:预压荷载大小(即列车轴重)与有载条件下浮置板轨道固有频率(即考虑轮轴参振的浮置板轨道系统固有频率)是控制减振垫浮置板轨道减振效果的关键因素;针对刚度近似线性且频变效应较小的橡胶减振垫,采用单一预压、单一频率刚度的评价方法对其减振效果评价影响较小。橡胶垫分别采用第2和第3预压参数时,隧道基底处Z振级插入损失分别为14.0 dB和13.0 dB,约有1 dB差异;对于刚度非线性明显的聚氨酯减振垫而言,不同预压评价方法的差异较大。聚氨酯减振垫分别采用第2,第3预压参数时,隧道基底处Z振级插入损失分别为10.1 dB和14.6 dB,可达4.5 dB或更大。建议针对不同运营情况,进一步细化聚氨酯减振垫不同预压评价方法的适用条件。

摘要：由路基沉降引起的无砟轨道上部结构过量下沉会严重影响高速铁路线路平顺性,进而降低线路运营安全性及行车舒适性,由于天窗期时间短,选择高效的抬升处置措施是当下高铁运营维护的重难点之一。基于双块式无砟轨道结构安全,通过ABAQUS内嵌的混凝土塑性损伤模型子程序建立无砟轨道有限元模型,进行无砟轨道机械抬升模拟,并与室内实验、现场作业等手段结合,提出一套适用于双块式无砟轨道过量沉降的机械抬升及注浆加固快速修复方法,现场验证其整治效果。结果表明:双块式无砟轨道在支承层底部机械抬升时,抬升点布置间距宜为1 m;抬升时需在千斤顶与路肩接触位置放置30 cm×30 cm的钢垫板,以保证千斤顶与路肩接触位置的地基承载力满足规范要求;单块轨道板单次抬升限值为4 mm,基于此,提出一种新的机械抬升方法:分步抬升法。室内实验表明:采用聚合物改性水泥砂浆作为注浆加固充填材料满足现场施工及长期服役要求;现场抬升及监测结果表明,抬升方案设计合理,线路平顺性恢复良好。研究成果可为类似工程提供参考。

摘要：掌握路基工程CFG桩复合地基失稳破坏特性是建立稳定分析方法的基础。针对路堤荷载作用下深厚软黏土地基,开展了3组CFG桩复合地基离心模型试验,采用自行研制的空中泄砂装置模拟路堤分层填筑过程,设计制作砂浆包裹石墨芯的模型桩监测桩体破坏时序,通过摄影测量技术获取地基土位移场云图,分析复合地基的承载与变形特性及失稳滑动形态。试验表明,随路堤荷载增加,位于坡脚附近的桩体首先发生破坏,并逐渐向路堤中心发展,呈现渐进破坏特点,复合地基发生整体失稳后滑面近似呈圆弧状;桩体破坏形态与桩周土体变形特性密切相关,地基发生隆起变形的坡脚附近桩体呈现拉弯破坏特征,承受路堤荷载较大的路肩附近桩体以压弯破坏为主;桩帽对桩土荷载分担影响显著,桩身轴力增大可提高桩体抗弯拉能力,有利于复合地基稳定性提高。

摘要：低置结构是中低速磁浮交通工程重要组成部分,但当前针对其动力特性的研究较少。为此,提出一种轨道梁浇筑于悬臂式挡墙底板上的新型低置结构,开展现场试验并依据现场工况建立低置结构-地基系统数值模型,分析低置结构自振特性及磁浮荷载下该系统垂向动力响应。结果表明:新型低置结构1阶自振频率为48.88 Hz;磁浮列车以100 km·h^(-1)通过时,新型低置结构竖向加速度范围在0.24~0.33 m·s^(-2)之间,其下方地基中桩间动土压力在3.1~4.8 kPa之间,桩顶动土压力在17.6~19.0 kPa之间,桩土应力比在3.97~5.67范围内;磁浮列车加载频率考虑车厢间隙和悬浮架间隙加载2种模式,100 km·h^(-1)车速下车厢间隙加载频率为1.9 Hz,易引起复合地基表面的显著振动,悬浮架间隙加载频率为10.3 Hz,该加载频率及其整数倍易与低置结构自振频率接近从而产生共振效应。新型低置结构-地基系统在磁浮荷载作用下动力响应远小于规范控制值,采用现有的规范设计低置结构过于保守,存在较大的优化空间。

摘要：为分析短纤维丝和纤维网加筋对泡沫轻质土力学性能和抗冻性的影响,开展了一系列的无侧限抗压强度试验、抗折强度试验、动三轴试验和冻融循环试验.试验结果表明:对提高抗压强度而言,设计湿密度为700 kg/m3的泡沫轻质土掺入短纤维丝的最优长度和掺量分别为6 mm和0.4%;采用长度6 mm和掺量0.4%的短纤维丝对设计湿密度在400~1 000 kg/m3的泡沫轻质土进行加筋后,泡沫轻质土抗压强度、抗折强度和动应力阈值得到了显著地提高,最小提高量分别为35.3%、31.4%和53.4%;采用长度6 mm和掺量0.6%的短纤维丝对泡沫轻质土进行加筋后,设计湿密度分别为400、700、1 000 kg/m3的泡沫轻质土抗冻融循环次数分别由5、25、125次提高至10、50次和超过150次,泡沫轻质土抗冻性得到了显著地提高;相对于提高泡沫轻质土抗折强度而言,纤维网0.4%短纤维丝复合加筋的效果最好,单一纤维网加筋方式次之,单一短纤维丝加筋方式最差;短纤维丝、纤维网或两者复合加筋均显著地增加泡沫轻质土的韧性.

摘要：无砟轨道层间界面是其薄弱环节,雨水侵入会加剧层间损伤.为研究无砟轨道层间离缝内动水压力分布规律,建立无砟轨道层间脱空平面计算模型,分析脱空深度与开口量对脱空区域垂向位移的影响,确定与现场实测接近的脱空深度;并设计无砟轨道层间脱空模拟装置,验证高频荷载作用下该装置的有效性;基于此装置,开展层间离缝动水压力试验,研究荷载频率、离缝开口量对动水压力的影响.结果表明:当荷载频率为25 Hz,幅值为1.1 kN时,层间脱空模拟装置板端最大垂向相对位移与现场测试结果吻合,表明该装置能模拟层间动水;在高频荷载作用下,层间离缝内水压力正负交替变化,动水压力沿离缝深度方向增大,在离缝尖端水压力最大为15.794 kPa;荷载频率从15 Hz提高至25 Hz时,最大动水压力从1.646 kPa增长到15.794 kPa,约增大10倍;开口量从8 mm增加至14 mm时,最大动水压力从8.320 kPa增大到15.794 kPa,约增大2倍.

摘要：为了完善土工离心模型试验中的路堤填筑模拟技术,研制了一套在离心机运转条件下可编程控制的路堤分层填筑装置,其由箱式储砂结构、泄砂推拉机构、步进电机控制系统和摄像系统组成.采用步进电机-行星减速器-滚珠丝杠的组合方案实现大扭矩、高精度动力输出,使低摩阻、小变形的泄砂层与上部储砂结构前后错动,分隔于储砂结构内的高密度锆砂经承力底板上不等径、不等距泄砂孔定量下泄;通过在泄砂孔边缘加装折线形导流板,显著减弱离心场中Coriolis效应对下泄砂粒运动轨迹的影响,降落至地基面预设区的砂粒分层堆积为形状规整的路堤.试验表明,研制的填筑装置在60g离心加速度下,能模拟最小分层厚度20 mm的路堤填筑过程,模型横断面与设计面积相对误差为0.50%~9.50%,实现了模型与原型路堤在几何、密度和强度等方面的相似,具有系统可靠、结构紧凑、功能完整等技术特点.

摘要：针对特殊地区地震作用下大跨度桥梁行车安全性问题,以某铁路某双层结合钢桁混合刚构桥为工程背景,建立了考虑材料非线性、切向摩擦与轮轨赫兹准确接触关系的列车-轨道-桥梁耦合振动分析模型,并基于ABAQUS-Python软件二次开发,实现了钢轨随机不平顺的施加;选取EL Centro地震波为输入波,分析了强震作用下双层结合钢桁混合刚构桥的损伤演化规律,计算了不同地震强度、不同车速下列车脱轨系数、轮重减载率、车体振动加速度等动力响应指标,分析了关键参数对地震作用下桥上行车安全性的影响规律,提出了该混合刚构桥基于行车安全性能的车速限值。研究结果表明:在罕遇地震作用(0.38g)下,桥梁各构件均出现不同程度的塑性损伤,桥墩破坏区域较大,震后桥梁仍具有一定的承载力;震时列车脱轨系数随地震强度增大而显著增大;车体最大振动加速度与地震强度近似呈线性增长;列车轮重减载率是控制行车安全的关键指标,其峰值与车速呈正相关;当车速为200 km·h^(-1),地震强度大于0.10g时,列车轮重减载率存在超限情况,列车在下桥时会出现长时间轮轨分离现象;从行车安全性的角度,在设计地震作用0.20g时,安全车速为160 km·h^(-1)。