检索结果-内蒙古大学图书馆

铁道科学与工程学报 2025年第2期22卷 602-612页

作者：曾志平吴霁崟王卫东王继军徐磊李桩刘卓中南大学土木工程学院湖南长沙410075 重载铁路工程结构教育部重点实验室(中南大学) 湖南长沙410075 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 中铁电气化局集团有限公司北京100036

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... 详细信息

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。

关键词：基础变形弹性支承块式无砟轨道钢轨不平顺层间离缝有限元分析

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弹性支承块式无砟轨道冲击振动传递衰减特性试验

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交通运输工程学报 2020年第5期20卷 82-92页

作者：曾志平田春雨陈卓王俊东李世业吴志鹏中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室湖南长沙410075 中铁第五勘察设计院集团有限公司北京102600

针对重载铁路弹性支承块式无砟轨道(LVT)在实际应用中出现的弹性部件变形过大、易损坏等问题,优化设计了既有弹性支承块,将支承块短侧边坡度由1∶17.00调整为1∶4.85,取消了块下垫板,并采用一体化弹性套靴;为验证设计成果,建立了传统型... 详细信息

针对重载铁路弹性支承块式无砟轨道(LVT)在实际应用中出现的弹性部件变形过大、易损坏等问题,优化设计了既有弹性支承块,将支承块短侧边坡度由1∶17.00调整为1∶4.85,取消了块下垫板,并采用一体化弹性套靴;为验证设计成果,建立了传统型LVT和改进型LVT足尺模型,采用质量为1120kg的重载货车轮对,以20mm的落高进行落轴冲击试验,分别从时域和频域角度对比分析了冲击作用下竖向振动在钢轨、支承块、道床板、底座板及地面等结构部件沿线路纵、竖、横向的传递衰减特性。研究结果表明:轮轨产生的高频振动能量沿钢轨纵向传递,低频振动能量传递给下部其他轨道结构;竖向冲击振动在纵、竖向传递的过程中不断衰减且衰减速率逐渐降低,在支承块和道床板表面横向传递过程中,向外侧边缘传递振动增大;相比传统型LVT,改进型LVT整体弹性系数减小21.1%,而阻尼系数增大5.4%,其振动周期、衰减时长、振动峰值分别比传统型LVT小37.0%、21.3%和3.4%,各结构部位功率谱密度峰值比传统型LVT小30%以上;改进型LVT轨道结构各部位Z振级比传统型LVT小,在地面处减小了3.65dB,能更有效、迅速地衰减轮轨冲击力和轨道结构振动,振动水平更低,降低了冲击作用对环境的影响。研究结果对于开展LVT减振性能试验验证、优化与工程应用有参考价值。

关键词：铁道工程重载铁路弹性支承块式无砟轨道足尺模型落轴冲击试验振动传递衰减特性

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弹性支承块式无砟轨道结构参数动力学优化设计

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铁道学报 2011年第1期33卷 69-75页

作者：蔡成标徐鹏西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031 西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室四川成都610031

建立车辆-弹性支承块式无砟轨道耦合动力学模型。模拟落轴试验荷载条件,分析轨下刚度与块下刚度的匹配关系,得出轨下刚度与块下刚度的合理取值范围。在轨道刚度确定的前提下,提出不同运营条件下满足动态轨距扩大限值的弹性支承块式无砟... 详细信息

建立车辆-弹性支承块式无砟轨道耦合动力学模型。模拟落轴试验荷载条件,分析轨下刚度与块下刚度的匹配关系,得出轨下刚度与块下刚度的合理取值范围。在轨道刚度确定的前提下,提出不同运营条件下满足动态轨距扩大限值的弹性支承块式无砟轨道合理结构参数。评估不同半径曲线上铺设弹性支承块式无砟轨道时重载货车和快速客车的运行安全性和舒适性。研究隧道内弹性支承块式无砟轨道与隧道外有砟轨道过渡段动力学问题,结果表明:将有砟轨道向隧道内延伸一定长度可明显改善连接处轨枕的受力状况,同时使支承块免受雨水侵蚀。延伸段长度以10～20 m为宜。

关键词：车辆-轨道耦合动力学弹性支承块式无砟轨道结构参数优化设计

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弹性支承块式无砟轨道钢轨抗倾翻性能全参数化计算方法

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铁道科学与工程学报 2024年第4期21卷 1435-1444页

作者：杜香刚王继军王卫东朱光楠张爽中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 高速铁路轨道轨道系统全国重点实验室北京100081 中南大学土木工程学院湖南长沙410075 哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

列车通过弹性支承块式无砟轨道时,扣件和弹性支承块的弹性叠加容易使钢轨倾翻角和轨头横移量显著增大,导致动态轨距扩大,进而影响列车运行的安全性和平稳性。综合考虑轮轨激励形式及其载荷作用关系(包括轮轨垂向力的准静态成分、动态成... 详细信息

列车通过弹性支承块式无砟轨道时,扣件和弹性支承块的弹性叠加容易使钢轨倾翻角和轨头横移量显著增大,导致动态轨距扩大,进而影响列车运行的安全性和平稳性。综合考虑轮轨激励形式及其载荷作用关系(包括轮轨垂向力的准静态成分、动态成分及其作用位置、轮轨水平力及其作用位置以及钢轨廓形等)、扣件系统力学特性及其几何参数(包括扣件系统的垂向及横向刚度和阻尼以及外形尺寸等)、弹性支承块力学特性及其几何参数(包括弹性支承块的各向刚度、模量、泊松比以及外形尺寸等),建立准确的力学分析模型和几何关系模型,全面清晰地表征了弹性支承块式无砟轨道结构受力特点。基于力矩平衡计算原理,提出弹性支承块式无砟轨道钢轨抗倾翻性能全参数化计算方法,根据单节点实尺模型残余变形试验对理论计算结果进行修正,若考虑消除初始装配间隙影响,支承块间距扩大理论计算值增加0.04 mm加以修正,轨距扩大量应增加0.2 mm加以修正,通过对比分析计算结果、单节点实尺模型试验结果与传统实体有限元模型仿真结果,证明数据吻合度极高。分析与计算结果表明,本文提出的全参数计算方法与单节点实尺模型试验结果、实体有限元模型仿真结果吻合程度良好;利用本文所提出的弹性支承块式无砟轨道钢轨抗倾翻性能全参数化计算方法,可以高效准确地开展多参数敏感性分析;能够为不同运营条件下弹性支承块式无砟轨道结构及其部件优化提供设计依据,并奠定充分的理论基础。

关键词：弹性支承块式无砟轨道钢轨抗倾翻性能轨距保持能力实尺模型试验全参数化计算方法

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弹性支承块式无砟轨道减振特性足尺模型对比试验

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铁道科学与工程学报 2019年第1期16卷 65-70页

作者：陈卓曾志平中铁第五勘察设计院集团有限公司北京102600 中国铁道科学研究院北京100081 中南大学土木工程学院湖南长沙4100075

基于中铁五院弹性支承块式无砟轨道优化改进设计成果("改进型"LVT)以及蒙华铁路弹性支承块式无砟轨道("传统型"LVT)设计图纸,在实验室分别制作"改进型"和"传统型"LVT的1:1足尺试验模型,开展落... 详细信息

基于中铁五院弹性支承块式无砟轨道优化改进设计成果("改进型"LVT)以及蒙华铁路弹性支承块式无砟轨道("传统型"LVT)设计图纸,在实验室分别制作"改进型"和"传统型"LVT的1:1足尺试验模型,开展落轴冲击作用下,"改进型"和"传统型"LVT减振特性对比试验。研究结果表明:"改进型"和"传统型"LVT的钢轨加速度基本一致,而"改进型"LVT钢轨至支承块、底座板至地面的衰减率优于"传统型"LVT,"改进型"LVT减振效果可达4～5 dB;"改进型"LVT钢轨加速度第1和第2振动周期最大分别减少32.2%和30.0%,且第3周期加速度幅值不明显;"改进型"LVT整体弹性系数最大减小27.4%,而阻尼系数最大增大58.2%;"改进型"LVT支承块主要频率降低约6%,道床板、底座板以及地面主振频率降低约40%。试验结果可为"改进型"LVT的工程应用提供技术支撑。

关键词：重载铁路弹性支承块式无砟轨道减振特性足尺模型对比试验

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客货共线铁路弹性支承块式无砟轨道结构安全与稳定性分析

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铁道学报 2018年第5期40卷 131-136页

作者：赫永峰王青娥尤瑞林中南大学土木工程学院湖南长沙410083 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所北京100081

在对国内相关标准所规定限值总结的基础上,建立车辆-轨道空间耦合动力学计算模型,重点研究分析不同线路条件、不同类型列车运行工况下弹性支承块式无砟轨道的安全性和稳定性。结果表明,弹性支承块式无砟轨道结构在不同运营条件下(客车... 详细信息

在对国内相关标准所规定限值总结的基础上,建立车辆-轨道空间耦合动力学计算模型,重点研究分析不同线路条件、不同类型列车运行工况下弹性支承块式无砟轨道的安全性和稳定性。结果表明,弹性支承块式无砟轨道结构在不同运营条件下(客车最高速度200km/h、货车最大轴重27t):列车运行各项安全性指标及线路轨距动态变化量均在标准规定的限值以内;客车的横向平稳性指标最大值为1.85、垂向平稳性指标最大值为1.88,货车的横向平稳性指标最大值为2.23、垂向平稳性指标最大值为3.42,客车和货车平稳性指标满足1级的标准,平稳性良好。综合计算分析结果,弹性支承块式无砟轨道结构可适用于不同类型客货共线铁路运营条件。

关键词：客车与货车共线运行弹性支承块式无砟轨道车辆-轨道耦合动力学模型安全与稳定性

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弹性支承块式无砟轨道轴重及速度适用性研究

弹性支承块式无砟轨道轴重及速度适用性研究

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作者：杨旭石家庄铁道大学

学位级别：硕士

弹性支承块式无砟轨道作为一种减振降噪型无砟轨道结构,具有噪声少、弹性好等优点。在世界范围内的隧道及城市地铁中得到广泛应用。随着列车轴重及速度的增大,轮轨间冲击作用变大,轨道几何形态恶化、轨道结构伤损破坏加快、轨道部件使... 详细信息

弹性支承块式无砟轨道作为一种减振降噪型无砟轨道结构,具有噪声少、弹性好等优点。在世界范围内的隧道及城市地铁中得到广泛应用。随着列车轴重及速度的增大,轮轨间冲击作用变大,轨道几何形态恶化、轨道结构伤损破坏加快、轨道部件使用寿命及维修周期缩短、养护维修工作量变大。因此,本文针对弹性支承块式无砟轨道结构,构建了重载/高速列车-无砟轨道动力学分析模型,研究分析了重载铁路弹性支承块式无砟轨道轴重限值和高速铁路弹性支承块式无砟轨道速度适应性,主要研究内容:(1)利用多体动力学(UM)和有限元(ANSYS)软件联合仿真技术,建立重载/高速列车-弹性支承块式无砟轨道动力学分析模型。(2)构建弹性支承块式无砟轨道适用性评价指标,综合考虑耦合系统轮轨作用力、行车平稳性及安全性、轨道结构动力性能等三方面。(3)计算在不同轴重作用下的行车安全性及平稳性、轮轨动态作用力、轨道结构力学性能的变化情况,并提出重载铁路弹性支承块式无砟轨道轴重限值。(4)计算在不同速度作用下的行车安全性及平稳性、轮轨动态作用力、轨道结构力学性能的变化情况,通过对计算结果进行敏感性分析和频域分析,提出高速铁路弹性支承块式无砟轨道速度限值。本文可为今后高速铁路及重载铁路无砟轨道选型提供理论参考依据。

关键词： UM 弹性支承块式无砟轨道重载铁路高速铁路轴重速度

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重载列车下弹性支承块式无砟轨道静载试验

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铁道工程学报 2018年第11期35卷 27-31页

作者：吴斌李世业曾志平王卫东王俊东吴志鹏中南大学长沙410075 中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室长沙410075

研究目的:弹性支承块式无砟轨道是重载铁路长大隧道内较为适宜的轨道结构形式。夺文以中南部通道隧道内弹性支承块式无砟轨道为研究对象,通过开展足尺模型静载试验,研究单个支承块在道床板板端竖向荷载(工况一)、板端横竖向荷载(工况二... 详细信息

研究目的:弹性支承块式无砟轨道是重载铁路长大隧道内较为适宜的轨道结构形式。夺文以中南部通道隧道内弹性支承块式无砟轨道为研究对象,通过开展足尺模型静载试验,研究单个支承块在道床板板端竖向荷载(工况一)、板端横竖向荷载(工况二)、板中竖向荷载(工况三)作用下的受力性能及轨道结构裂缝发展趋势。研究结论:(1)以30 t轴重列车静荷载作为参考,工况一道床板和支承块混凝土分别在3. 3、3. 1倍静轮载时达到轴心抗拉强度,工况二道床板和支承块混凝土分别在3. 0、3. 1倍静轮载时达到轴心抗拉强度,工况三道床板和支承块混凝土分别在4.9、2. 9倍静轮载时达到轴心抗拉强度;(2)工况一道床板裂缝出现于支承块角点位置及支承块长侧边中线位置,并扩展至道床板短侧面,角点处裂缝延伸扩展呈"八"字型,工况三道床板未见明显开裂;(3)列车横向荷载导致支承块角点位置道床板混凝土受力增加;(4)本研究成果对于弹性支承块式无砟轨道的设计、施工及维护具有重要的指导意义。

关键词：弹性支承块式无砟轨道静载试验裂缝重载铁路足尺模型

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轨下支承刚度对弹性支承块式无砟轨道行车安全性影响研究

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铁道科学与工程学报 2022年第7期19卷 1880-1888页

作者：曾志平肖燕财王卫东闫斌王俊东刘兰利中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室湖南长沙410075 中铁第五勘察设计院集团有限公司北京102600

为探究弹性支承块式无砟轨道在重载铁路中的适用性,以蒙华铁路隧道应用的弹性支承块式无砟轨道为例,开展重载列车作用下轨下支承刚度对弹性支承块式无砟轨道轨道行车安全性影响研究,以期为大轴重下无砟轨道结构选型及设计提供参考意见... 详细信息

为探究弹性支承块式无砟轨道在重载铁路中的适用性,以蒙华铁路隧道应用的弹性支承块式无砟轨道为例,开展重载列车作用下轨下支承刚度对弹性支承块式无砟轨道轨道行车安全性影响研究,以期为大轴重下无砟轨道结构选型及设计提供参考意见。通过建立重载列车—弹性支承块式无砟轨道结构动力学精细化耦合模型,设置不同轨下竖向刚度与轨下横向刚度工况,分析重载列车轮轨竖向力、轮轨横向力、脱轨系数、轮重减载率以及磨耗指数等行车安全性指标变化,并提出合理的轨下支承刚度取值范围。研究结果表明:轨下支承刚度变化主要影响车轮与钢轨间的接触状态,从而影响轮轨接触斑区域及该区域内局部应力状态。随着通行总重量增加,轨下竖向刚度会逐渐增加,因此轨下支承刚度应确保在较低范围内变化。对轨下支承刚度进行合理设置可以改善轮轨接触界面状态,还能够改善轮轨作用力分布,降低钢轨磨耗指数,增加重载铁路钢轨使用寿命。根据列车运行安全性指标变化情况考虑,轨下竖向支承刚度取120~160 kN/mm较为适宜,轨下横向支承刚度取160~200 kN/mm较为适宜,以保证重载铁路钢轨的合理使用寿命及降低换轨周期。

关键词：轨下支承刚度重载铁路弹性支承块式无砟轨道行车安全性脱轨系数轮重减载率磨耗指数

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改进型弹性支承块式无砟轨道几何形位研究

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铁道科学与工程学报 2022年第3期19卷 649-655页

作者：曾志平彭光钊王卫东胡籍李世业陈卓中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室湖南长沙410075 中铁第五勘察设计院集团有限公司北京102600

近年来,国内外重载铁路发展迅猛,适用于重载铁路长大隧道内弹性支承块式无砟轨道引起广泛关注。中铁五院针对传统型弹性支承块式无砟轨道进行优化设计,提出一种改进型弹性支承块式无砟轨道。基于弹性支承块式无砟轨道改进设计成果,研究3... 详细信息

近年来,国内外重载铁路发展迅猛,适用于重载铁路长大隧道内弹性支承块式无砟轨道引起广泛关注。中铁五院针对传统型弹性支承块式无砟轨道进行优化设计,提出一种改进型弹性支承块式无砟轨道。基于弹性支承块式无砟轨道改进设计成果,研究30 t轴重列车荷载作用下传统型和改进型2种弹性支承块式无砟轨道横竖向荷载纵向分配规律、钢轨及支承块竖向位移和轨距扩大量等内容。开展室内足尺模型试验和有限元模型计算,对比分析改进型和传统型弹性支承块式无砟轨道结构的几何形位保持能力和静力学性能,为改进型弹性支承块式无砟轨道铺设及进一步优化设计提供参考。研究结果表明:改进型设计可减小钢轨及支承块竖向位移,更好地控制轨道下沉量。同时改善横向荷载作用下钢轨及支承块抗翻转能力,减小轨距及支承块横向间距扩大量。横竖向设计荷载作用下2种轨道结构几何形位均满足要求。改进型可减小钢轨及支承块竖向位移,更好地控制轨道下沉量。改善横向荷载作用下钢轨及支承块抗翻转能力,减小轨距及支承块横向间距扩大量,提高轨道结构的稳定性,横竖向设计荷载作用下2种轨道结构几何形位均满足要求。

关键词：重载铁路弹性支承块式无砟轨道几何形位足尺模型试验有限元模拟

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