城市轨道交通钢弹簧浮置板轨道支承刚度失效识别方法：一项中国的案例研究（英文）

目的：在列车往复动力作用和复杂环境因素耦合作用下,常出现诸如钢弹簧隔振器断裂、基底不均匀沉降诱发吊空等隔振器支承刚度失效的问题。本文提出一种钢弹簧浮置板轨道支承刚度失效的方法,能及时识别失效数量、失效程度、失效位置,以避免刚度失效引起的轨道结构劣化和行车安全威胁。创新点：1.分析隔振器支承刚度失效对浮置板轨道系统各动力指标的影响,并构建一套浮置板轨道钢弹簧失效识别方法;2.结合具有噪声的基于密度的聚类方法（DBSCAN）算法和统计分析构建一套浮置板轨道支承刚度智能监测系统,并应用于中国南部某线路。方法：1.通过动力响应敏感性分析,得出浮置板自振频率、动位移、转角对支承刚度失效的敏感性较高（图5和6）;2.通过分析多种刚度失效的情况,得出敏感性指标和支承刚度失效的关系（表3和4,图8）;3.基于上述成果,构建智能监测系统并应用到现场,验证方法的有效性（图13和15）。结论：1.动力学模型的敏感性分析表明,列车荷载下的浮置板一阶垂向自振频率、最大垂向动位移、转角有效值易受刚度失效影响。2.浮置板的一阶垂向频率主要跟失效数量有关;浮置板最大垂向动位移与失效高度具有较好的线性关系;浮置板转角之...     

周期性半正矢荷载下沥青混合料的粘弹性本构模型(英文)

通过引入应变硬化变量,对Burgers模型中串联粘壶进行了改进,并将改进模型看成是由Van Der Poel模型与改进粘壶串联组成.采用半正矢波间歇荷载模拟实际轮载作用,综合运用流变学和粘弹性力学理论推导了周期性荷载作用下沥青混合料永久变形的力学模型.然后根据3种沥青混合料的室内重复荷载永久变形试验结果,对该模型进行了验证.结果表明:随着荷载作用次数的增加,残余粘弹性应变占永久应变的比例先迅速衰减,而后逐渐趋向稳定,一般仅占2%～3%.荷载间歇时间越长,残余粘弹性应变越小.实际行车荷载的间歇时间足够长,因此残余粘弹性应变可以忽略,从而得到了简化模型.该模型可以很好地描述重复荷载下沥青混合料的永久变形特性.     

Ce/Si/Ti氧化物热反射涂层对高速铁路轨道板温度场影响及其优化研究（英文）

目的：为解决无砟轨道板在温度荷载作用下变形开裂的问题,本文研制了一种复合氧化物,并制备一系列热反射涂层试样,旨在通过宏观和微观试验,以及数值仿真探究影响涂层降温效果的环境温度,得到一种能够有效减小无砟轨道板温度应力和温度变形的热反射涂层,以提高轨道板的使用寿命,减少维修次数。创新点：1.制备一种具有紫外屏蔽性的无机复合氧化颗粒;2.设计一系列复合氧化物热反射涂层;3.研制室内太阳光模拟试验系统;4.通过室内试验分析涂层降温效果。方法：1.制备一系列热反射涂层;2.微观层面,通过傅里叶变换红外、紫外可见光谱,对本文所制备材料进行成分和光学特性分析,论证Ce/Si/Ti氧化物作为轨道板热反射涂层功能填料的可行性;3.宏观层面,通过搭建室内太阳光模拟测试装置,分别对有涂层和没有涂层的混凝土试件表面和内部温度进行分析研究,讨论本文所制备涂层的宏观隔热效果;4.通过数值仿真对轨道板结构传热变形三维模型研究轨道板隔热反射涂层的工程应用效果。结论：1.热反射涂层能够使轨道板表面温度和内部温差降低11.54～21.31°C,当Ce/Si/Ti氧化物掺入量为40%～50%时,涂层降温效果较优异,能够使轨...     

散粒体道床在对称位移循环加载下的纵向阻力性能（英文）

目的:研究散粒体道床在纵向反复荷载下的阻力性能及变化规律是深入理解有砟轨道无缝线路动态服役性能和辨识无缝线路在循环荷载作用下的受力变形机理的基础。本文旨在利用室内足尺试验模型及专用加载系统,分析散粒体道床受循环位移荷载时的纵向阻力性能,探索不同位移加载幅值对有砟道床纵向阻力的影响。创新点:1.利用有砟轨道结构足尺试验模型及循环加载装置,测试循环荷载下的道床纵向阻力-位移滞回曲线;2.根据循环加载试验曲线,构建滞回模型,刻划散粒体道床的纵向承载和传力性能。方法:1.通过试验分析,得到散粒体道床在周期性荷载作用下的力-位移曲线(图6、8和10);2.基于试验数据,分析散粒体道床在周期性荷载下的滞回准则,得到不同位移幅值下滞回曲线的演化规律(图7、9和11);3.通过图像识别技术,对周期性荷载作用下道砟颗粒的运动规律进行分析,从散粒体道床的细观作用机理分析宏观力学表现(图16~18)。结论:1.散粒体道床在循环往复荷载下的纵向阻力-位移曲线为一条封闭的滞回曲线,且存在明显的耗能现象;2.在位移幅值保持不变的循环过程中,散粒体道床表现出一种循环软化行为;3.位移幅值不同,道床纵向阻力的衰减率不同,且位移越大,退化效应越明显。     

季冻区路基冻胀与无砟轨道变形的映射关系及车辆动力响应（英文）

目的：季冻区路基冻胀对高速列车运行的安全性和舒适性以及轨道结构的服役性能具有较大影响。基于实测数据,本文旨在建立轨道-路基冻胀空间耦合静力学模型和车辆-轨道-路基冻胀空间耦合动力学模型,并采用傅里叶级数进行冻胀波形拟合,进一步探究季冻区高速铁路路基冻胀与轨道结构变形映射关系、层间离缝特征及路基冻胀对车辆动力响应的影响,以期为季节性冻土路基冻胀问题的防治及研究提供依据。创新点：1.采用傅立叶级数对实测数据进行拟合,并将其作为有限元模型的输入边界条件;2.提出将静力模型的计算结果作为动力模型初始条件的计算方法,简化计算过程,提高计算效率;3.从时域和频域探讨路基冻胀波长和幅值对车体振动加速度和轮轨力的影响。方法：1.采用傅立叶级数对现场实测数据进行拟合,并将其作为有限元模型的输入边界条件（公式(4)）;2.通过建立路基冻胀-无砟轨道结构静力与动力模型,分析轨道结构层变形映射关系及车辆动力响应。结论：1.冻胀位置对轨道垂向上拱变形及层间离缝影响较大;2.轨道结构各层最大垂向变形随冻胀幅值的增大而增大,且几乎呈线性变化;3.路基冻胀波长越大,对车体垂直加速度的影响越小;4.当冻胀波长一定时,车...     

初拱变形对CRTSⅡ型板式轨道高温稳定性影响研究（英文）

目的:初拱变形是影响CRTSⅡ型板式轨道垂向稳定性的关键因素之一。通过建模分析,深入研究初拱变形的不同特征量,即矢度、弦长和线型,对其受力变形及高温稳定性的影响。方法:基于变波长变形曲线建立CRTSⅡ型板垂向稳定性分析理论,开展缩尺模型试验验证,并通过有限元法进行计算仿真。结论:有限元法、解析法与现场试验所得垂向上拱位移的变化趋势一致,有限元法与解析法结果吻合更好。轨道板初拱弦长为6.5m且初拱矢度超过15 mm时,拱顶处下缘混凝土最易发生受压破坏。在高温环境下,初拱弦长为6.5m的轨道板上拱矢跨比最大。拱顶存在折角、初拱段边界平滑的轨道板在高温环境下更容易保持原有形态,但后者于拱顶处下缘的混凝土更容易发生受压破坏。故为确保CRTS Ⅱ型板的稳定性,应避免弦长达到6.5 m且矢度超过15 mm的初始上拱,另需关注不同初拱线型对轨道板上拱的影响。     

胶轮导轨电车平交道口轨道结构参数优化研究

有轨电车与社会车辆在平交道口的相互影响会造成轨道结构的严重伤损.为此建立胶轮导轨电车平交道口轨道结构有限元模型分析得出平交道口处钢轨变形、钢轨所受最大压应力和扣件抗拔力不满足要求.由轨道结构关键参数得知,填充材料弹性模量和扣件间距变化对降低上述指标效果显著.在此基础上,提出填充材料弹性模量10MPa、扣件间距0.4m或填充材料弹性模量15MPa、扣件间距0.5m时的优化方案,可以保证轨道结构安全和胶轮导轨电车安全通过平交道口的要求.     

利用现场测试的加速度和速度数据确定位移的积分方法评价（英文）

目的:本文旨在研究不同波长载荷(包括车厢长度、构架长度以及轴距等)对位移确定的影响,利用积分方法确定位移的有效性和重复性的适用范围,以及研究列车速度和轴荷载对变形量的影响,为轨道基础位移监测提供重要的方法。创新点:1.评价和分析一种积分方法,该方法利用低通滤波法但不消除产生变形的主要频率;2.通过对位移、速度和加速度传感器在时域和频域结果的比较,使重复性得到保证。方法:利用线性可变差位移传感器、地震检波器以及加速度计获取轨道不同深度的位移、速度和加速度,然后利用巴特沃兹低通滤波器对3类数据进行滤波。通过对速度一阶积分、加速度二阶积分,获得由3种传感器测试得到的位移并验证其准确性。结论:通过测试和分析发现,95%的位移幅值来自于波长大于轴距(2.8 m)的激励,对应的低频为25 Hz(列车运行速度为200 km/h)。通过线性可变差位移传感器、地震检波器以及加速度计直接获得或间接积分获得的位移十分接近,验证了积分方法的有效性,且其具有较高的可重复性。     

高速铁路板式无碴轨道用CA砂浆的疲劳特性分析

根据实际结果表明,所研究制造的CA砂浆针对素质以及应力水平下其疲劳寿命所显现出的线性相关性较为的良好;对于CA砂浆而言,其本身的抗压强度大小,会因为环境温度的变化而产生较大的波动,在盈利水平保持相同的情况下,CA砂浆本身的疲劳寿命(负温环境)较之常温而言更差一些,而CA砂浆本身的粘弹特性使其在零下20℃的环境下仍然可以保持较为出色的耐疲劳特性.     

车辆荷载作用下脱空连续配筋混凝土路面的临界荷位（英文）

为了研究车辆荷载作用下脱空连续配筋混凝土路面的临界荷位,运用等效原理将椭圆形车辆荷载转化为等效的方形荷载,分析了车辆荷载作用下连续配筋混凝土路面板板底易脱空的位置,及脱空尺寸对连续配筋混凝土路面板应力与竖向位移的影响.研究结果表明:车辆荷载作用下连续配筋混凝土路面板板底脱空不可避免,脱空一般位于纵缝边缘与板角位置.脱空尺寸对板的横向最大拉应力和最大竖向位移影响显著,板角为车辆荷载作用下脱空连续配筋混凝土路面的临界荷位.分析结果为脱空的连续配筋混凝土路面的结构设计提供了理论基础.     

对大秦线重载列车侧向通过的道岔进行加固研究

在大秦线两万t列车侧向通过道岔过程中,道岔磨损严重,增设道岔轨距拉杆是加固道岔的主要措施.对两种加固方式及无加固共3种工作状态进行了动态监测试验,测试在两万t列车荷载作用下的轨道应力、轨距杆应力、轨道横向位移以及轨道力.通过对道岔各部件强度、刚度以及横向力的评价,提出合理的轨距杆加固方案,以优化道岔加固方法.     

"最速降落"轨道的探究

1直线轨道与曲线轨道请看下面这样一个问题:可看作质点的小球自光滑轨道的顶端A处沿不同路径运动到底端B,如图1所示.问1、2、3中沿哪条路径所用时间最短?上述问题是历史上有名的“最速降落”问题,我们先应用定性和半定量的方法分析:图1图2图3(1)小球在轨道2上加速度恒定,沿斜面     

钢筋混凝土及砖石结构学习要点(下册)

第八章钢筋混凝土平面楼盖一.如何划分单向板、双向板?两种板的受力和变形有何不同?柱网和梁格布置应考虑哪些问题?二.整体式单向板肋梁楼盖按弹性理论的计算1.计算简图(1)怎样取计算单元?计算模型中各跨计算跨度的取值有何规定?(2)进行荷载折算的目的是什么?怎样调整永久荷载与可变荷载的比例?2.荷载的最不利组合与内力包络图(1)进行荷载的最不利组合时,恒载是永远作用于结构上的荷载,活载则有可能出现,也有可能不出现,     

安装位置和边界条件对洞口中板件结构的隔声特性的影响（英文）

目的:轨道列车车体结构的隔声性能对于控制轨道列车的内部噪声至关重要。在测试车体结构隔声特性时,声学实验室中存在很深的洞口,以便安装不同厚度的车体结构样件,并实现发声室和接收室的机械隔离。样件越小,安装位置和边界条件对处在洞口中的板件结构的隔声特性的影响越大。本文旨在评估两种因素对结构隔声特性的影响,以解释真实结构的测试结果,并为实验室设计提供参考。创新点:1.在实验室中测试了两种典型的轨道列车车体内地板结构在不同安装位置和不同边界条件下的隔声特性;2.基于有限元法,建立了板件结构隔声特性预测模型,成功模拟了测试过程中的安装位置和边界条件,并对试验测试结果进行了再现和分析。方法:1.在实验室中,基于声压法测试两种内地板结构的隔声特性,并对比分析两种内地板结构在三种安装位置(两种边界条件)下的隔声特性(图7和9);2.通过仿真模拟,基于有限元法建立内地板结构的隔声特性预测模型,并对模型进行验证(图14)以及对试验测试结果进行再现(图13);3.结合验证后的仿真预测模型,对比分析洞口(图15～18)、位置(图19)以及边界条件(图20～24)对隔声特性的影响。结论:1.隔声测试结果受安装位置和边界条件共同影响,且边界条件在高频的影响更为显著;2.如果单独考虑安装位置,那么受洞口中前后声腔的影响,隔声结果在共振频率和非共振频率的规律不同;3.如果单独考虑边界条件,那么当边界条件发生变化时,隔声低谷会向高频或低频偏移,导致不同边界条件之间的隔声结果存在差异;4.如果同时考虑安装位置和边界条件,那么洞口的存在会放大不同边界条件之间的隔声差异;5.因为很难在实际测试中完全模拟轨道列车车体结构的安装位置和边界条件,所以在实验室测试时,建议选择几组不同的安装位置和边界条件,并对测试结果取平均值。     

浅述梁缝间落砟对铁路混凝土桥梁承载能力的影响

本文以中小跨度铁路混凝土桥梁梁缝间落砟这一常见病害对混凝土桥梁承载能力的影响为研究对象,以专桥(88)1024定型图中8m跨度板梁为背景,建立简化的理论计算模型,分别计算了在中-活载及温度恒载作用下梁缝间落砟对梁体内力和位移的影响,并用工程实例8m板梁的荷载试验结果来验证。得出了梁缝间道砟可以大幅减小梁体跨中弯矩、挠度,提高梁体的竖向刚度,然而同时增加了梁端负弯矩和温度恒载作用下的轴压力,这些都对梁体产生极为不利的影响。     

新教具设计制作介绍

1　新教具的名称 :螺旋测微器 (千分尺 )读数演示器。图 1　示意图2　教具的作用 :　能解决使用千分尺　进行课堂教学时不　直观 ,可见度小 ,　靠画图进行讲、练　等困扰教师的难　题 ;大大缩短学生　掌握千分尺读数方　法的时间 ,提高课　堂教学效率。3　教具的结构(示意图ｂ)3 1　固定刻度板。板上标有固定刻度和打有 6对限位孔。3 2　可动刻度板。板上标有可动刻度和开有斜窄缝。板的两端各打有一孔。3 3　限位件。螺丝两个 ,垫圈两个 ,带旋钮的螺帽两个。4　原理 (示意图ａ和图ｂ)　　螺旋是斜面的变形。开挖斜缝形成的斜面与千分尺…     

活性瓷釉涂层钢筋及钢纤维增强混凝土板动、静力学特性研究（英文）

目的:活性瓷釉涂层能够显著增强钢筋的防腐蚀能力,同时明显提升钢筋与混凝土的粘结力。通过对活性瓷釉涂层钢筋以及钢纤维增强混凝土板在动、静力荷载作用下的承载力、变形特性以及破坏特征的研究,为活性瓷釉涂层技术在钢筋混凝土结构中的应用奠定理论基础。创新点:1.对活性瓷釉涂层钢筋混凝土板的动、静力学性能进行系统研究;2.探究活性瓷釉钢纤维在混凝土结构中的作用机理。方法:1.通过对活性瓷釉涂层钢筋混凝土板进行爆炸实验(图3),揭示活性瓷釉涂层钢筋混凝土结构的动力破坏特征(图5和6);2.通过对活性瓷釉涂层钢筋混凝土板进行静力实验(图4),研究在"点"荷载和"线"荷载作用下混凝土板的力学性能;3.通过分析钢纤维在钢筋混凝土结构中的传力机理,提出活性瓷釉涂层钢纤维在钢筋混凝土结构中的设计方法(图13)。结论:1.活性瓷釉涂层能够显著改善钢筋在混凝土结构中的传力性能;在动力荷载作用下,涂层钢筋混凝土结构的破坏程度明显减轻。2.活性瓷釉涂层能够显著改善钢筋混凝土结构的变形特性,大大增强其耗能能力。3.采用活性瓷釉涂层的钢纤维,其纤维长度可适当减小。     

双曲拱桥泡沫混凝土层上连续配筋混凝土板力学响应（英文）

为了研究双曲拱桥泡沫混凝土层上连续配筋混凝土板力学响应,运用等效方法将椭圆形车辆荷载转化为等效矩形荷载,建立了双曲拱桥连续配筋混凝土板全桥三维有限元模型并验证了模型的可靠性,分析了车辆荷载作用下连续配筋混凝土板的力学响应,确定了拉应力、剪应力和挠度最不利荷载位置.结果表明:相比均匀地基上连续配筋混凝土板,双曲拱桥上连续配筋混凝土板板底拉应力与顶部剪应力最不利荷载位置发生了改变,挠度最不利荷载位置不变;在双曲拱桥连续配筋混凝土板结构设计中,以纵缝边缘约1/4跨位置板底拉应力、横缝中间一侧靠中线位置板顶剪应力和纵缝边缘中部位置挠度为设计指标.分析结果为双曲拱桥不等厚基础上连续配筋混凝土板设计提供了理论基础.     

既有高速公路沉降处治技术现场试验研究（英文）

目的:集成路堤竖向小直径引孔高压旋喷桩技术的施工工艺,分析其对既有高速公路沉降病害的处治效果,研究路堤在施工过程中的变形特性。创新点:提出路堤竖向小直径引孔高压旋喷桩技术,并通过现场试验和理论研究分析其对既有高速公路沉降的处治效果。方法:1.通过两组现场试验,对处治前后路堤竖向变形(图6~8)、地基内超孔隙水压力(图10)和深层土体水平位移(图11)的变化特性进行分析与研究;2.引用Wu et al.(2016)的理论解答(公式1)构建单桩引起的路堤隆起变形与路堤荷载和注浆压力之间的关系,为工艺参数调节提供依据,并利用实测数据加以验证。结论:1.竖向小直径引孔高压旋喷桩技术能够在较短的时间内抬升路堤和加固地基,从而有效降低既有高速公路的工后沉降速率,处治效果明显。2.路堤隆起变形的大小主要与路堤荷载和注浆压力有关,且随着与桩中心距离的增大而减小;通过合理调节注浆压力可以防止路堤因隆起过大而发生破坏。3.施工期内,高压旋喷会导致超孔隙水压力和深层土体水平位移显著增大;随后,超孔隙水压力逐渐消散,深层土体水平位移也发生一定的回弹。     

单轴受压下玄武岩纤维沥青砂浆流变性能试验及仿真（英文）

研究了玄武岩纤维加筋沥青砂浆在单轴受压作用下的流变性能.首先,通过制备加质量分数为0.1%,0.2%,0.5%的沥青混合料纤维和不加纤维的沥青砂浆试件,实施了高温条件下的压缩强度试验和相应蠕变试验.结果表明,相较于纯沥青砂浆,纤维砂浆的抗压强度有较大提高,蠕变变形和相应的残余变形降低,但当纤维过量时,即0.5%纤维含量,其性能反而不利.同时,利用有限元ABAQUS软件开展了纤维加砂浆两相复合材料的流变模拟,得到模拟与试验相一致的结果,并分析了纤维模量与含量对砂浆流变特性的影响.基于上述分析结果提出了纤维影响因素的Burgers本构模型参数预测方程.