- 舒英杰;王铭;陆粤;禹壮壮;陈嵘;王平;
合理的线路纵断面是高速列车安全平稳通行的必要条件。超大跨度铁路桥梁成桥线形较设计线形易出现较大偏差，由于线路调整能力有限，桥上线路纵断面难以达到设计高程，故需在成桥线形基础上变更线路纵断面设计。在满足道床厚度要求的前提下，变更后的纵断面线形难以满足线路设计规范要求，严重影响了工程验收及列车达速运营。为此，以实测桥梁线形为基准，充分考虑道床厚度及线路衔接，依据傅里叶级数原理建立线路线形频域特征与车体加速度的关联关系，进而构建纵断面目标优化模型，提出一种适用于超大跨度铁路桥上线路纵断面的优化方法。以某超大跨度悬索桥为例，研究结果表明：该方法可使线路纵断面的最小波长远离车体加速度敏感波长，降低车体振动加速度；优化后的线路纵断面车体加速度响应最大值为0.15 m/s~2,优于工程实际中所采用的多坡段纵断面；优化后的线路纵断面具有良好的平顺性及适应性。本方法可直观反映优化后线路纵断面的频域特性，并从波长的角度实现了纵断面优化与高速列车行车性能的关联，可用于指导桥上线路纵断面设计及优化。
2024年04期 v.68;No.749 35-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 578K] [下载次数：148 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 张欢;胡岳银;肖俊恒;胡尚衡;吴玥;朱煜;姜凯;贺志文;
我国一些城市轨道交通高架线中采用的下锁式双层非线性减振扣件在运营一段时间后会出现钢轨空吊和轨距难以保持等情况，影响列车运行安全。设计一种既能保证列车运营安全，又能适应高架线不同的钢轨纵向阻力要求，且能够达到中等减振效果的减振扣件成为需要研究的一个重要问题。针对城轨高架线设计了一种减振扣件，根据现场使用条件确定扣件的主要技术参数；关键零部件弹性铁垫板采用橡胶硫化技术将带轨底坡的铁垫板和钢套硫化成一体，此结构可实现垂向低刚度并能提供一定的横向刚度，结合有限元分析软件校核铁垫板和硫化橡胶的强度；减振扣件在室内进行钢轨纵向阻力、组装疲劳性能和绝缘性能等一系列扣件组装性能试验，试验结果表明，减振扣件各项性能指标均满足设计要求。在宁波地铁1号线高架段进行试铺和实车测试，现场应用结果表明：试铺的减振扣件服役状态良好，能够满足列车运营和日常养护维修要求；减振扣件各项轨道结构动力学性能指标均满足规范要求，梁面Z振级最大值的插入损失为8.3 dB,梁面分频振级均方根差值为9.8 dB,梁面分频最大振级为72.1 dB,达到中等减振效果。
2024年04期 v.68;No.749 42-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 498K] [下载次数：181 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 刘渝;赵坪锐;徐天赐;刘卫星;姚力;
板式轨道填充层作为轨道结构关键部位，在高频列车荷载和环境共同作用下出现脱空损伤，引起脱空位置轨道结构刚度改变。为有效检测板式轨道的轨道板脱空情况，采用数值仿真分析得到无砟轨道模态信息，利用轨道脱空区域广义柔度曲率局部峰值进行轨道脱空损伤识别。结合广义柔度、均匀荷载面(Uniform load surface, ULS)、曲率和局部信息熵，提出可定位损伤的ULS曲率信息熵，并在CRTS III板式轨道上进行验证。研究结果表明：广义柔度曲率利用轨道脱空前后模态信息计算轨道脱空损伤曲率差，能够有效定位脱空位置；ULS曲率信息熵表征值只需要轨道的一阶模态信息便能够有效地反映轨道脱空位置及面积，且克服了广义柔度曲率需要健康模态信息的不足；轨道对称位置上相同面积脱空的ULS曲率信息熵值相同；ULS曲率信息熵值与脱空面积和厚度成正相关关系；ULS曲率信息熵表征值具有较好的损伤识别敏感性，能够识别小于单个测点布置面积的0.1 m×0.1 m小面积脱空，并且对轨道板边脱空识别敏感性高于轨道板中脱空识别敏感性。
2024年04期 v.68;No.749 48-54+62页 [查看摘要][在线阅读][下载 659K] [下载次数：145 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 严冬;李剑锋;梅熙;冯威;黄丁发;
铁路工程控制网三网合一，采用GNSS卫星导航定位基准站(CORS)方式建网是发展的趋势，但其长距离、带状布设的控制网要确保高精度且连续均匀，具有一定的难度。针对长距离带状控制网的特点，分析影响GNSS控制网解算的影响因素，引入IGS站点坐标的松弛约束，筛选出优化解算策略：融合多星座卫星观测数据，基于电离层约束模型求解宽巷模糊度，当控制网的基线长度小于100 km时，对流层延迟采用站间差分改正、电离层延迟采用差分或模型改正，并结合环境条件顾及其他负荷改正。实际铁路工程带状控制网解算测试表明，优化策略控制网处理精度相较于常规策略在Y和Z方向上提升2～5 mm。通过对复杂地形环境下长距离带状控制网的解算质量分析，进一步表明该策略可优化铁路工程长距离带状控制网高精度解算性能。
2024年04期 v.68;No.749 55-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1175K] [下载次数：163 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 周智强;邢书科;王兆刚;孙洪斌;董昆灵;杨荣山;
目前大跨度斜拉桥上铺设无缝线路，梁端处需设置梁端伸缩装置和钢轨伸缩调节器以降低钢轨产生较大的附加应力，但此结构无法协调较大的梁轨相对位移，应用范围有限。为此，提出了一种梁端一体化装置结构，能适用于较大的梁缝伸缩情况且伸缩阻力较小，经过现场应用效果良好。针对时速350 km下高速列车能够平稳通过大跨度斜拉桥无缝线路梁端的要求，建立了相关三维梁端车-线-桥耦合模型，确定了轮轨接触关系，验证该结构在大跨度斜拉桥下对于高速列车平稳运行的适用性。结果表明：温度和梁端转角作用下钢轨会产生一定变形，钢轨垂向变形大于横向变形，最大垂向位移达到15.71 mm。对比仅施加德国低干扰不平顺谱，叠加温度或梁端转角变形后行车过程中的梁端一体化装置动力响应增大，且对钢枕振动垂向加速度的影响较为明显，从38.92 m·s~(-2)上升至48.69 m·s~(-2),增加25.1%。相比之下，极限拉伸状态比极限压缩状态下行车过程中的梁端一体化装置结构响应大，钢枕垂向加速度从40.64 m·s~(-2)上升至62.39 m·s~(-2),增加53.5%,应在高温拉伸状态下对梁端一体化装置性能进行定期检测。梁端一体化装置在以上工况下的响应均满足标准规范要求，本研究可为其在列车高速运行通过大跨度斜拉桥梁端时的铺设提供参考。
2024年04期 v.68;No.749 63-69+87页 [查看摘要][在线阅读][下载 806K] [下载次数：139 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 令雅莉;杨桂芹;张又元;王小鹏;
基于既有研究成果在对混凝土轨枕裂纹检测效率不足的基础上，提出一种改进算法YOLOv5+,主要以YOLOv5网络模型为基础，对混凝土轨枕裂纹进行高效检测。首先，采用分治标签的策略来增大裂纹在标签中的实际占比，从而解决混凝土轨枕裂纹尺度变化大的问题，使网络更利于提取有效特征；其次，将YOLOv5网络结构中SPP模块的最大池化层改为平均池化层，减少裂纹漏检的现象；同时，在YOLOv5骨干网络中嵌入SE注意力模块(Squeeze and Excitation, SE)提高对细小裂纹的检测能力；最后，结合新的检测尺度与特征融合网络，降低微小裂纹的漏检现象。实验结果表明，以YOLOv5网络模型为基础的改进算法YOLOv5+,除了召回率Recall变化不大外，精确率Precision提高6.5%,平均精度均值mAP提升8%,帧率FPS也有所提升，能够满足实时性的检测需求。
2024年04期 v.68;No.749 70-77+87页 [查看摘要][在线阅读][下载 793K] [下载次数：444 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 周垣;吴红刚;朱兆荣;马至刚;孙浩;冯康;
为解决我国铁路线路不可避免地穿越风积沙河谷地区遇到的地基液化问题，通过振动台试验探究了碎石桩加固风积沙地层的液化规律及频响特征。研究结果表明，在EL Centro地震波作用下：(1)碎石桩能有效抵抗风积沙地基沉降，大幅度增强其抗液化能力，尤其是地基中部(3/5桩长),并且能将液化易发部位从中部转移到浅层，有利于对液化场地采取加固措施；(2)碎石桩充当优良的排水路径，能弱化桩间土的剪胀剪缩循环活动性，使孔压保持稳态增长；(3)通过相关性分析发现，当地震烈度过高时，碎石桩的排水效果会达到极限，地基深处的部分孔隙水将从桩间土渗流至地表，导致路径上孔压增长的相互影响性显著增强；(4)碎石桩加固后的风积沙地基在低频段(0～10 Hz)的响应集中且最为强烈，在高频域(25～30 Hz)的响应具有高程放大效应，而液化的地层会弱化地基原有的能量传递效果；(5)通过希尔波特谱可知，随着地震波从下往上传播，碎石桩地基的响应主频段会向高频(≥22 Hz)扩展与迁移，而发生液化的土层具有高频过滤作用。
2024年04期 v.68;No.749 78-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1407K] [下载次数：120 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]
- 黄振;
昌九高铁为时速350 km的高速铁路，其南昌扬子洲跨赣江中支主桥根据通航、防洪要求跨度采用(78+134+152+134+78) m,该桥为国内首座高速铁路公铁混层合建的大跨径平行弦连续钢桁梁桥，同时该主梁为首座采用带双层挑臂的钢桁梁断面。为掌握该类型桥梁的关键技术及总结该类型桥的设计经验，开展系列研究，运用数值分析的方法，进行结构静动力分析及车桥耦合分析。结果表明：(1)带双层挑臂的钢桁梁断面具有剪力滞效应小、结构整体性强、跨越能力大、腹杆及横梁受力小、行车视野好及造价经济等优点，带双层挑臂的钢桁梁断面为公铁合建桥的适宜断面形式；(2)带双层挑臂的钢桁梁桥，墩顶处上层桥面系、跨中处上层桥面系及跨中处下层桥面系，其轴力主要由桥面板承担，分别占比为61.4%、68.7%及60.0%,墩顶处下层桥面系轴力主要由下弦杆承担，占比为72.5%;(3)带双层挑臂的钢桁梁剪力滞系数为墩顶上桥面(1.49)>跨中下桥面(1.38)>跨中上桥面(1.13);(4)带双层挑臂的平行弦连续钢桁梁桥能满足时速350 km公铁合建桥的行车运行要求，结构静动力性能良好，适用跨径能达150 m及以上。
2024年04期 v.68;No.749 88-94+108页 [查看摘要][在线阅读][下载 656K] [下载次数：170 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 柴小鹏;查道宏;汪正兴;赵海威;盛能军;
沪苏通长江大桥是目前世界上最大跨度的公铁两用斜拉桥，其超长超重斜拉索振动模态复杂，振动控制难度大。通过理论分析结合现场实测，得出了适用于大跨度斜拉桥超长斜拉索多模态振动控制方法及技术。研究表明：实测分析超长斜拉索施工期的振动具有多模态特征，既有中低阶振动(5～15阶),也有高阶振动(46～50阶);提出的外置式杠杆质量阻尼器ELMD和摆锤式MTMD阻尼器协同控制分析方法，理论分析结果满足斜拉索多模态控制要求，有效振动控制范围提升至60阶；研发的新型ELMD阻尼器通过杠杆放大和齿轮放大作用，为斜拉索提供附加阻尼和附加惯质作用，中低阶实测阻尼对数衰减率δ≥3%;研发的摆锤式MTMD阻尼器，采用摆锤式结构，利用质量调谐作用实现斜拉索高阶减振，现场无肉眼可见振动；通过长期健康监测系统显示，台风“烟花”过境期间监测到的最大振动加速度为0.012g,大桥正常运营期间，斜拉索的振动加速度基本被控制在0.01g以下。
2024年04期 v.68;No.749 95-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 559K] [下载次数：202 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 游颖川;谢海清;卢斌;张迅;
连续刚构桥随着跨度增加，其收缩徐变、温度等引起的桥面变形随之增加，导致轨道长波不平顺加剧，进而可能对列车走行性产生不利影响。以一座试设计主跨250 m高速铁路连续刚构桥为研究对象，建立有限元模型，依据规范检算桥梁的强度和刚度，同时计算由于混凝土收缩徐变、温度效应等引起的桥面附加变形。采用“车-线-桥”动力仿真软件分析由于桥面附加变形导致的轨道长波不平顺对列车动力响应的影响。选用中点弦测法作为评价指标，通过相关性分析选出最优弦测长度，最后计算出最优弦长下连续刚构的桥面变形和等效不平顺限值。研究结果表明：横、竖向桥面附加变形均出现在桥梁的跨中截面；当附加变形增加到1.9倍，列车以速度350 km/h通过连续刚构时，车辆的竖向加速度首先达到限值1.3 m/s~2;采用弦长为60 m的中点弦测法与车辆响应匹配性最好，适用于评价连续刚构的长波不平顺；连续刚构的桥面附加变形和等效不平顺60 m弦中点弦测值分别为7.2 mm和14.5 mm,对应限值建议分别为7 mm和14 mm。
2024年04期 v.68;No.749 102-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 606K] [下载次数：155 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 尚贤洪;刘宇;李苗;雷成;马卫华;罗世辉;
随着圆曲线钢箱梁桥在城市交通中的应用愈发广泛，为探究其在中低速磁浮车辆运行作用下的振动响应特性，基于多体动力学和有限元方法建立车辆-轨道-钢箱梁刚柔耦合动力学模型，采用动态电磁阻尼力影响的二维磁轨关系，并考虑轨道关键部件的参振作用，分析圆曲线段钢箱梁的振动特性，探讨钢箱梁板厚、车辆速度及车体质量对钢箱梁振动响应的影响。结果表明：受曲率影响，钢箱梁在发生弯曲的同时亦会伴生扭转，产生弯扭耦合振动；钢箱梁的振动主要由10～20 Hz的钢箱梁整体弯曲振动、30～40 Hz的钢箱梁扭转振动以及50～70 Hz的轨道局部振动引起；计算得到的钢箱梁跨中横向及垂向最大挠度分别为1.26 mm、3.88 mm,均满足相关标准要求，钢箱梁具有足够的支撑刚度；各工况下的垂向加速度均未超过5.0 m/s~2的限值，且最高达到2.2 m/s~2;在板厚10 mm以及超员载荷工况下，横向加速度大多超过1.4 m/s~2的限值，且最高达到4.0 m/s~2;车辆速度的减小和车体质量的增加均会放大弯扭耦合作用影响，而板厚的增加则能够有效降低弯扭耦合作用影响，当板厚由10 mm增至40 mm时，一阶横弯及扭转频率对应振幅分别减小94.3%、98.7%。
2024年04期 v.68;No.749 109-115+122页 [查看摘要][在线阅读][下载 897K] [下载次数：86 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 曹阳梅;
大跨度铁路桥梁天窗时间有限且上道条件苛刻，如何基于常规监测设备利用简易方式实现大跨度铁路斜拉桥索力高精度识别十分重要。研究提出一种考虑斜拉索抗弯刚度的索力快速识别方法，既可提高索力识别精度又可大量简化运营期索力识别步骤，且不受拉索边界条件和铁路桥梁实际运营状态的限制。研究表明，抗弯刚度是对索力识别精度影响较大的因素之一，通过考虑拉索实际抗弯刚度可以提高索力识别的准确性，基于拉索加速度振动实测数据在拉索简支梁模型基础上建立索频、索力以及抗弯刚度的函数关系，通过数值方法计算实测多阶模态下抗弯刚度—索力连续变化图，再通过多阶模态的交线则可进一步确定拉索的唯一抗弯刚度和索力值，并以某大跨度铁路斜拉桥为依托工程，对方法的有效性进行了验证。结果表明：(1)该方法识别的索力结果相对误差可降低5.22%,换算成绝对索力值可达254.45 kN;(2)在实际应用中识别结果易受到低阶频率干扰，宜采用拉索高阶频率进行识别，建议采用5阶及以上实测频率。
2024年04期 v.68;No.749 116-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 849K] [下载次数：164 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 范鑫;王新敏;陈士通;
为探究铁路超高墩结构的抗震性能并对其在双向水平地震作用下的易损性进行评估，以西部山区某高速铁路超高墩结构为研究对象，根据结构自身动力特性，以材料应变状态对应的截面曲率作为损伤指标，描述其不同的损伤破坏状态并确定不同损伤状态所对应的指标限值。基于IDA方法，从PEER数据库中选取10组远场地震动作为双向地震动输入样本，以ANSYS为平台建立超高墩有限元模型进行非线性动力时程分析，得到不同强度地震动对应的结构地震响应。结合能力需求比的对数回归分析，建立超高墩各控制截面的概率地震需求模型对其易损性进行评估，并采用一阶界限法计算超高墩整体损伤概率并建立易损性曲线。结果表明：H形双柱式薄壁空心超高墩在强震作用下各部位均会发生一定程度的损伤，其中墩底部位损伤最为严重，在PGA为1.0g时墩底部位轻微损伤、中等损伤和完全损伤的超越概率分别为98.71%、96.92%和36.02%;结构完全损伤概率较小，满足三水准抗震设防要求并具有良好的抗倒塌能力；易损性分析能够准确地反映超高墩的真实抗震性能，为实际工程中既有超高墩的震后损伤加固或新墩设计提供理论依据。
2024年04期 v.68;No.749 123-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 947K] [下载次数：319 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 董俊;
为提出适用于9度强震区高速铁路简支箱梁的合理减隔震体系，基于核密度估计的地震易损性分析方法，以某高速铁路9度区32 m跨度简支箱梁为工程背景，采用时程分析法建立5种减隔震方案下桥梁结构地震易损性曲线，研究5种减隔震体系对桥梁抗震性能的影响。分析结果表明：球型钢支座与减隔震支座限位能力不足，不能满足9度地震区铁路简支梁桥抗震需求；采用减隔震支座、弹塑性限位耗能装置与钢防落梁组合减隔震体系后，9度区铁路简支梁地震损伤破坏发生概率最低，罕遇地震下桥墩完全破坏发生概率可控制在8%,金属弹塑性限位耗能装置具有耗能减震效果，可降低墩底内力，保护桩基础，同时钢防落梁发挥限位作用，罕遇地震下支座发生完全破坏的损伤概率小于10%,有效防止了落梁震害；推荐双曲面减隔震支座+弹塑性限位耗能装置+钢防落梁方案作为9度区铁路简支梁的组合减隔震体系。
2024年04期 v.68;No.749 131-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 959K] [下载次数：184 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ]