列车荷载作用下轨道动力响应的有限元分析

采用通用的结构动力学分析软件ANSYS仿真分析了双层离散轨道模型在列车荷载作用下的振动响应情况,对无轨道不平顺和有轨道不平顺两种工况进行了有限元计算,分析表明轨道不平顺对轨道结构振动和整体道床作用反力的影响很明显,轨道不平顺越高,轨枕的振动速度加剧,整体道床作用反力峰值也显著增加。     

重复列车荷载作用下多年冻土路基长期变形分析

在青藏铁路北麓河段选取素填土路基断面开展列车通过实时振动测试,得到车载作用下路基路肩处的加速度时程曲线,并将该动力荷载转化为作用在路基表面的等效均布荷载.基于冻土三轴流变实验结果,对典型的青藏铁路多年冻土路基进行了重复列车荷载作用下的蠕变分析,得到了机车荷载作用下冻土路基所产生的长期变形量,量化了该部分变形在路基总变形中所占比例.研究结果表明,机车荷载作用下路基两侧坡脚产生较大的剪应变,并且逐渐向上扩展,垂直方向变形占总变形量的10%左右.     

列车荷载作用下高速铁路矮塔斜拉桥动力分析

为分析不同列车速度对大跨度矮塔斜拉桥的动力响应,以新建福厦客专雷公山特大桥为背景,基于midas civil建立该桥的有限元模型。根据中国高速铁路客车机车CRH380A的相关参数,利用移动荷载时程分析模拟列车过桥时的荷载。分析不同工况下主梁以及桥塔,斜拉索应力的动力响应。结果表明：车辆行驶方式和车速对桥梁动力响应有较大影响,车速越高,桥梁的动力响应越明显。且其响应峰值满足相关规范要求,说明列车在250～400 km/h速度区间运行时桥梁结构刚度满足,振动状态良好。     

地震荷载和列车荷载共同作用下弹性均质路基的动力响应

为了研究地震发生时列车移动荷载引起的弹性均质路基的振动响应规律,采用ABAQUS软件并与FORTRAN相结合建立轨道结构-路基-地基三维数值计算模型,通过编制DLOAD子程序模拟列车移动荷载,在模型底部输入地震加速度模拟地震荷载,采用三维黏弹性人工边界模拟波从有限域向无限域传播,忽略轮轨接触及轨道不平顺的影响,通过对比分析的方法,总结地震荷载和列车移动荷载共同作用下路基在不同列车速度及轴重条件下的应力、位移和加速度的振动特征。研究结果表明:地震荷载对路基的位移振幅起主导作用,列车移动荷载对路基的应力和加速度起主导作用;路基各结构层的位移随列车轴重的增加而减小,随车速增加表现为先减小后增大;路基各结构层加速度随着列车轴重的增加而增加,随车速增加表现为先减小后增大又减小的趋势;推测车速70 m/s为列车影响的临界速度。     

重载列车作用下桥梁振动荷载识别及减振控制

为了深入分析重载列车对桥梁的振动影响,对实际桥梁按照等截面模型简化,对比简化前后跨中最大挠度,表明简化模型与实际模型的挠度误差很小.基于TB 10002.1—2017中规定的中-活载,在振型分解法的基础上,通过求解列车荷载脉动系数,提出桥梁活荷载的识别方法,得到桥梁跨中最大挠度,验证桥梁活载识别方法的有效性.研究结果表明:在识别列车荷载作用下,桥梁跨中最大挠度超过规范限值,选用调谐质量阻尼器(TMD)对桥梁进行振动控制,在安装TMD系统后桥梁各工况下跨中挠度明显减小,TMD对于重载铁路桥梁有较好的减振效果.     

荷载作用下高强混凝土的抗冻性

混凝土的损伤是一个多因素复合作用的结果。本文研究了引气（ＡＰＣ）和非引气（ＮＰＣ）高强混凝土在三分点加荷受弯和冻融循环同时作用下的损伤过程、机理。通过０％、１０％、２５％、５０％４个荷载比例作用下混凝土的抗冻性比较，分析了荷载和引气对混凝土抗冻性的影响。结果表明，荷载和冻融循环双因素作用下，荷载比例较大时，混凝土试件的破坏主要是荷载在冻融引起的微裂缝处产生应力集中，使微裂缝迅速扩展造成混凝土破坏。     

列车荷载作用下道砟材料的累积变形和破碎规律

随着高速铁路建设的快速发展以及既有线路的提速,列车的高速运行引起道砟结构颗粒的碎化、变形导致轨道的不平顺,造成工程病害,成为亟待解决的关键问题。本文对比分析了早期国内外道砟累积变形预测模型和模拟列车重复荷载的试验条件,提出已有预测模型已不适用于当下环境,并且指出还需进一步探讨试验方案的设计;总结了道砟破碎的影响因素以及离散单元法在道砟累积变形和破碎研究中的应用,提出了进一步研究的建议。     

盾构下穿及列车荷载作用下既有高铁桥梁动力响应分析

为研究盾构下穿时,列车荷载作用下既有高铁桥梁动力响应。以盾构下穿某高速铁路简支梁桥为工程背景,运用有限元软件Midas/GTS建立盾构隧道先后下穿高铁桥梁模型,分析盾构下穿时列车荷载作用下高速铁路简支桥梁动力响应。首先分析了当盾构开挖至桥梁近侧,列车以不同速度200～350 km/h、不同轴重110～220 kN运行时对高速铁路简支梁桥墩顶沉降的影响。接着探讨在不同开挖阶段,速度200 km/h、轴重110 kN的列车动荷载冲击下高铁桥梁墩台顶变形规律。结果表明：盾构开挖至桥梁近侧时,不同速度、轴重列车荷载冲击下,高铁桥梁墩台顶的变形规律基本一致,其沉降在一定时间达到峰值,其后逐渐回升并稳定在某一波动范围内;随着列车速度与轴重的增加,墩台顶沉降峰值越大;盾构开挖时,列车时速低于200 km/h、轴重小于110 kN时其墩台顶沉降峰值当满足高铁桥梁单墩顶竖向沉降控制标准,与列车速度相比,列车轴重对桥梁的动力响应影响更大;列车动荷载作用下,盾构隧道开挖对高铁桥梁墩顶变形的影响主要为盾构开挖至桥梁近侧的初开挖阶段,盾构开挖远离桥侧后墩顶变形基本处于稳定状态。     

九江长江大桥疲劳车辆荷载谱

为评定九江长江大桥在交通荷载作用下的疲劳累积损伤,对该桥疲劳车辆荷载模型进行了研究。基于九江长江大桥现场车辆荷载调查,共采集到近13万辆汽车的相关动态数据。依据轴组类型划分为18种典型车型,采用数理统计方法,研究了该桥车流量的时段分布特征,提出在00:00~06:00时间段内为最佳道路管养维修时间;根据动态称重系统获取车重信息,分车型讨论了南向、北向及双向合并车重的概率统计模型,建立了能代表九江长江大桥真实运营状况的典型车辆荷载谱,然后按等效疲劳损伤原理简化成由7种等效模型车辆组成的模型车辆荷载谱。研究结果表明:出现频次较多的分别为2轴、4轴和6轴货车,其中6轴货车对桥梁疲劳损伤最大。研究成果为桥梁抗疲劳设计和疲劳寿命评估提供了可靠的车辆荷载谱,也可为类似大桥疲劳分析提供参考。     

大跨度上承式桁架拱桥动力特性及列车走行性分析

根据车桥耦合振动理论,并根据势能驻值原理及形成结构矩阵的"对号入座法则",导出了系统的空间振动矩阵方程.分析了大跨度上承式桁架拱桥的车桥动力响应特点,并进行了列车走行安全性与乘客舒适性分析.     

无推力式钢桁系杆拱桥动力特性及列车走行性分析

通过建立客车与无推力式钢桁系杆拱桥的车桥耦合动力分析模型,并根据势能驻值原理及形成结构矩阵的“对号入座法则”,导出了系统的空间振动矩阵方程。本文分析了无推力式钢桁系杆拱桥的车桥动力响应特点,并进行了列车走行安全性与乘客舒适性分析。     

考虑温度影响的上承式钢管混凝土拱桥列车走行性研究

通过建立客车与钢管混凝土拱桥的车桥耦合动力分析模型,根据势能驻值原理及形成结构矩阵的"对号入座法则"[1],导出车桥系统的空间振动矩阵方程。考虑温度变形对轨道不平顺的影响,计算了列车以不同速度通过该桥的空间振动响应,基于合理的列车走行性评价指标,检算该桥是否具有足够的横向、竖向刚度及良好的运营平稳性。     

基于小波变换的列车走行部故障诊断

走行部是保证列车行车安全的关键部件。基于小波变换原理，根据走行部故障振动信号的特点，选用调制高斯函数作为基本小波。试验表明，该方法对突变信号的描述更为精确，对由走行部局部损伤引起的振动信号突变十分敏感。是一种可靠而有效的故障诊断新方法。     

列车荷载作用下对重力式挡墙动响应的影响规律研究

随着经济的发展,提高列车时速和列车装载量成为了必然趋势,这样将增大轮轨系统的动荷作用,文章主要通过理论计算与ANSYS数值模拟相结合,对高速列车动荷载在有砟与无砟轨道结构中的传递规律进行了分析,研究了列车荷载作用下重力式挡土墙背动力响应,并且分析了在挡墙高度、荷载作用距离以及挡墙上部路基高度等不同因素下对其的影响规律,以达到为高速铁路列车动荷载作用下挡土墙的设计提供参考和借鉴的目的。     

上海宾馆地震荷载下的动态分析

本文应用作者提出的杆系——层间模型弹性和弹塑性地震反应分析力法,对27层的上海宾馆进行了动态分析。这是国内把直接动力法用于实际高层建筑工程设计的初步尝试之一,该工程已在施工中。采用直接动力法能弥补现行抗震规范的一些不足之处,同时,杆系——层间模型用于实际工程设计比层模型为好。     

基于实测数据的CRH380列车风作用下风屏障风荷载多分辨率分析

基于我国新建南宁—广州(客货共线,设计时速250 km/h)联调联试,对CRH380型动车组作用下的某大桥上风屏障风荷载进行实测,并采用基于小波变换的多分辨率分析方法对风压特性进行分析。研究结果表明:风屏障表面平均风压随时间变化出现2个明显的波动,具有明显的非平稳特性;低频部分风压对风屏障起控制作用,0~2.44 Hz频段能量占总能量的94%以上;列车运行速度对风压能量在频域内的分布情况影响不大,仅风压极值随运行速度的提高略有增加。     

多荷载联合作用下含穿透裂纹接管安全评定

对多种荷载联合作用下含缺陷压力容器的安全评定目前仍无可靠方法.采用三维有限元方法,对含肩部穿透裂纹接管在内压和弯矩联合作用下安全评定所需的断裂比和荷载比进行求解.研究表明,断裂比可根据内压和弯矩作用下裂纹的应力强度因子KIs得到,KIs为仅受内压下应力强度因子与仅受弯矩下应力强度因子的线性加和.荷载比由实际外载、内压作用下接管极限内压p与弯矩作用下极限弯矩m求出,给出了内压和弯矩联合作用下接管极限荷载与p、m的关系.所得结论可用于内压和弯矩作用下含肩部穿透裂纹接管的安全评定.     

水平荷载作用下多层轻钢结构墙体有限元分析

介绍了美国多层轻钢住宅结构体系,对其墙体在水平荷载作用下的受力性能进行分析。同时,对冷弯薄壁型钢的墙体与多层轻钢墙体进行了对比分析,得出了二者在水平荷载作用下的受力性能。     

列车荷载下近距交叠隧道加固方案优化选择

为研究列车荷载下交叠段围岩的力学特性变化规律，以青岛市地铁2号线枣山路—李村站区间隧道与3号线李村—万年泉站区间隧道相交叠为工程原型，通过数值模拟分析列车荷载下交叠区围岩关键点处力学特性变化规律，针对原加固方案引起交叠区岩体较破碎，造成运营安全的不确定性特殊工况，提出4种交叠区围岩加固技术，并结合灰色关联理论对上述加固方案进行优化选择，确定最终围岩的优化加固方案为方案2。