重载铁路轨道不平顺谱的分析和表征 被引量：2

1

作者 郝晓莉 杨建 +3 位作者 杨飞 李烨峰 秦怀兵 侯亚丽 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期115-125,共11页

轨道不平顺的数学表达对线路状态评估和轮轨动力学分析具有重要意义。计算和分析大秦和朔黄重载铁路2~70 m波长范围内的轨道不平顺谱特征,提出重载铁路轨道不平顺的数学描述,可用于轨道不平顺序列模拟和线路状态评估。数据来源为这两条... 轨道不平顺的数学表达对线路状态评估和轮轨动力学分析具有重要意义。计算和分析大秦和朔黄重载铁路2~70 m波长范围内的轨道不平顺谱特征,提出重载铁路轨道不平顺的数学描述,可用于轨道不平顺序列模拟和线路状态评估。数据来源为这两条铁路的高低、轨向、水平和轨距轨道不平顺实测数据。使用小波分析和Welch修正周期图法计算轨道不平顺谱,并与国内外标准轨道谱进行对比;使用多项式拟合算法拟合轨道不平顺谱包络,并使用国内外标准谱拟合公式进行拟合实验对比。最后,给出了发生在钢轨焊缝位置的周期不平顺表达式,并结合轨道拟合谱的逆傅里叶变换方法,对轨道不平顺空间序列进行数值模拟。研究表明:大秦和朔黄轨道不平顺谱的频率和幅度特征基本一致,因此可以使用统一的拟合公式进行拟合;提出的8阶多项式拟合公式能精确地拟合轨道不平顺谱的形状;随机不平顺和周期不平顺的共同表达使轨道不平顺拟合谱的形状和轨道不平顺的数值模拟更为合理和准确。 展开更多

关键词 重载铁路 轨道不平顺 轨道不平顺谱 多项式拟合 周期不平顺 数值模拟

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高铁桥上有砟轨道梁端周期不平顺演变规律及道床支承状态检测方法 被引量：1

2

作者 徐旸 李毅 +3 位作者 赵一馨 戚志刚 郄录朝 尤明熙 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期39-46,共8页

针对高速铁路简支梁桥上有砟轨道梁端周期不平顺的形成机理及演变规律开展研究,重点分析环境温度对轨道周期不平顺的影响规律,并提出一种能快速检测有砟轨道枕下道床支承状态的方法(BDS法)。结果表明:环境温度荷载引起的梁端道砟滑移流... 针对高速铁路简支梁桥上有砟轨道梁端周期不平顺的形成机理及演变规律开展研究,重点分析环境温度对轨道周期不平顺的影响规律,并提出一种能快速检测有砟轨道枕下道床支承状态的方法(BDS法)。结果表明:环境温度荷载引起的梁端道砟滑移流变会导致梁端道床支承刚度不足,引起轨枕局部空吊,导致梁端轨道高低周期不平顺,且环境温度变化量越大,梁端轨道高低不平顺变化量越大;32 m简支梁有砟轨道梁端周期不平顺会引起脱轨系数最大值增加25.4%,平均值增大11.9%,轮重减载率最大值增大178.68%,平均值增大130.27%。BDS法可实现枕下道床支承状态的快速无损检测,可与小型捣固机配合对高铁有砟轨道梁端周期不平顺进行整治。 展开更多

关键词 高速铁路 有砟轨道 梁端周期不平顺 道床支承刚度 轨枕空吊

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基于动态短弦的无砟轨道板周期性不平顺管理标准 被引量：21

3

作者 田新宇 高亮 +3 位作者 杨飞 孙宪夫 魏晖 孙加林 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期30-38,共9页

在分析我国高速铁路普遍采用的板式无砟轨道周期性不平顺几何特征的基础上,针对目前管理标准采用单一阈值卡控轨道不平顺幅值、忽略周期性不平顺等短波不平顺成分的现状,基于弦测法传递函数选择合理弦长;建立验证动力学仿真模型,分析周... 在分析我国高速铁路普遍采用的板式无砟轨道周期性不平顺几何特征的基础上,针对目前管理标准采用单一阈值卡控轨道不平顺幅值、忽略周期性不平顺等短波不平顺成分的现状,基于弦测法传递函数选择合理弦长;建立验证动力学仿真模型,分析周期性不平顺弦测值变化对车辆动力学性能的影响,提出轨道板周期性不平顺管理标准,并进行实例验证。结果表明:轨道板变形引起的周期性不平顺的波长范围集中在4~7 m;按一定弦长重新输出的动态轨道高低不平顺检测数据与静态弦测结果吻合良好,可替代静态弦测,提高现场检测效率;5 m弦测法的有效检测波段为3~10 m,能涵盖周期性不平顺的波长范围,因此采用5 m弦测量更为合理;基于5 m弦正矢的周期性不平顺4级管理标准,即200~250 km·h-1速度等级下Ⅰ至Ⅳ级分别为5,6,9和12mm,250~350 km·h-1速度等级下Ⅰ至Ⅳ级分别为3,4,6和9 mm;按照提出的管理标准能够有效识别轨道板变形病害所在里程,可为高速铁路检测标准的制定和现场养修工作提供理论依据和指导。 展开更多

关键词 弦测法 无砟轨道 轨道板 轨道不平顺 周期性不平顺 管理标准

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32m高速铁路简支梁桥铺轨后残余徐变上拱限值研究 被引量：10

4

作者 田新宇 高亮 +1 位作者 刘明辉 蔡小培 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期45-52,共8页

运用Midas软件分别建立简支梁桥-CRTSⅡ型板式无砟轨道空间耦合静力学模型和车-线-桥耦合动力学模型,进行32m高速铁路简支梁桥铺轨后残余徐变上拱限值研究。结果表明:桥梁残余徐变变形是影响32m波长周期性高低不平顺的主要因素;随着桥... 运用Midas软件分别建立简支梁桥-CRTSⅡ型板式无砟轨道空间耦合静力学模型和车-线-桥耦合动力学模型,进行32m高速铁路简支梁桥铺轨后残余徐变上拱限值研究。结果表明:桥梁残余徐变变形是影响32m波长周期性高低不平顺的主要因素;随着桥梁残余徐变幅值增加,长钢轨的附加不平顺呈线性增大,桥梁残余变形幅值为10mm时,钢轨的上拱变形量可达9.8mm;行车速度为380km·h^-1、桥梁残余徐变上拱幅值由3mm增加至10mm时,车体的垂向加速度峰值由0.275m·s^-2增加至1.159m·s^-2,旅客乘坐舒适度指标由1.549逐渐增加至3.105;当桥梁残余徐变幅值为8.0mm,在280~380km·h-1车速范围内,旅客乘坐舒适度指标达到3.108,桥梁梁端振动加速度达到5.217m·s^-2,已超出规范限值,因此建议高速铁路32m简支梁桥铺轨后其残余徐变上拱限值按7.0mm控制,为避免残余徐变限值的改变对桥梁设计方案产生显著影响,可通过适当延后铺轨时间保证桥梁残余徐变变形满足限值要求。 展开更多

关键词 高速铁路 32m简支梁桥 无砟轨道 周期性不平顺 桥梁残余徐变上拱 限值

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考虑周期性不平顺的高速铁路各型无砟轨道谱拟合与反演方法 被引量：3

5

作者 杨飞 孙宪夫 +3 位作者 尤明熙 支洋 王琰 肖军华 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期114-122,共9页

轨道不平顺是轮轨相互作用的激扰源,其周期性特性是除波长、幅值外不可忽视的特征。结合大量动检数据,提出考虑周期性不平顺的高速铁路各型无砟轨道谱拟合与反演方法,结果表明:高速铁路周期性不平顺根据轨下基础结构尺寸、钢轨状态等诱... 轨道不平顺是轮轨相互作用的激扰源,其周期性特性是除波长、幅值外不可忽视的特征。结合大量动检数据,提出考虑周期性不平顺的高速铁路各型无砟轨道谱拟合与反演方法,结果表明:高速铁路周期性不平顺根据轨下基础结构尺寸、钢轨状态等诱因分为9类。提出采用修正的高斯函数表征周期性不平顺,基于8阶多项式拟合无砟轨道谱,结合谱反演验证周期性不平顺表征的合理性。通过拟合谱发现,CRTSⅢ型板的随机不平顺状态最优,CRTSⅠ型板最差。CRTSⅡ型板与双块式的随机不平顺状态相当,这两种板型轨道谱在大多数波段介于CRTSⅠ型板和CRTSⅢ型板之间,与高速铁路无砟轨道谱的分布特征最为接近。 展开更多

关键词 周期性不平顺 无砟轨道谱 高斯函数 多项式拟合 功率谱密度

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大温差地区CRTSⅠ型板式无砟轨道层间动态受力特征

6

作者 赵磊 李浩 +3 位作者 杨国涛 李晨曦 施成 宁娜 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期30-39,共10页

大温差地区单元式轨道板受日照影响会产生较大温度梯度,导致轨道板翘曲变形,诱发轨面不平顺,增加高速列车轮轨冲击响应,加速轨道结构损伤。针对这一问题,采用有限元方法,首先建立考虑层间关系的无砟轨道静力分析模型,对大温度梯度下轨... 大温差地区单元式轨道板受日照影响会产生较大温度梯度,导致轨道板翘曲变形,诱发轨面不平顺,增加高速列车轮轨冲击响应,加速轨道结构损伤。针对这一问题,采用有限元方法,首先建立考虑层间关系的无砟轨道静力分析模型,对大温度梯度下轨道板翘曲变形及轨面周期性不平顺进行分析;然后,建立车辆-轨道系统动力学模型,模拟分析温度梯度作用下无砟轨道层间动态受力特征,研究高速行车条件下无砟轨道真实服役状态。结果表明:温度梯度作用下,轨道板呈椭球形变形趋势,正温度梯度时轨道板中部向上鼓起、4角支承,负温度梯度时轨道板4角翘起、板中支承;温度梯度会导致轨道板与CA砂浆间产生不同程度离缝,板下接触面积减小,高速行车时层间接触面积逐渐增加,但离缝不会完全闭合;负温度梯度对轨道结构振动和砂浆层受力影响较小,正温度梯度影响较大,温度梯度为90℃·m^(-1)时,轨道板振动加速度增大10倍左右,轨道板与CA砂浆层间压力最大值增加6.6倍,板角处CA砂浆应力较无温度梯度下钢轨正下方CA砂浆应力增加5.4倍,正温度梯度下轨道板侧边及4角位置处CA砂浆受力加剧效应显著,是导致该区域CA砂浆出现结构性破坏的主要原因。 展开更多

关键词 高速铁路 CRTSⅠ型板式无砟轨道 温度梯度 周期性不平顺 层间接触 有限元

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融合周期成分的高速铁路轨道谱表征反演方法及应用

7

作者 刁洪宝 高彦嵩 +1 位作者 赵钢 杨飞 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3921-3933,共13页

随着线路服役期增加及运营速度提升,由于轨下基础结构变形产生的周期性不平顺问题及其影响愈发严重。目前国内外针对长区段周期不平顺状态评价方法的研究相对较少,为了实现对线路长区段轨道周期性不平顺状态的表征及反演,分析高速铁路... 随着线路服役期增加及运营速度提升,由于轨下基础结构变形产生的周期性不平顺问题及其影响愈发严重。目前国内外针对长区段周期不平顺状态评价方法的研究相对较少,为了实现对线路长区段轨道周期性不平顺状态的表征及反演,分析高速铁路不同轨下基础轨道周期不平顺特征,研究了基于轨道谱的周期成分表征及量化评价方法。首先,基于非线性最小二乘法,对比高斯、洛伦兹及Vogit 3种线型函数对轨道谱谱峰的拟合效果,提出了融合周期谱峰成分的轨道谱拟合表征方法,并通过反演计算验证了方法的可行性。其次,结合多条设计速度为350 km/h典型高速铁路轨道几何动态数据,实现了融合周期成分的高速铁路不同轨下基础无砟轨道谱拟合表征,可根据不同工况仿真需要将其应用于车辆动力学计算中。最后,提出线路长区段周期不平顺状态量化指标—谱峰能量PE,并对不同轨下基础线路轨道周期不平顺状态进行量化评估后发现:32 m简支梁PE随倍频增加而递减,可将该处PE作为线路长区段简支梁周期不平顺的评价指标;为避免简支梁倍频能量影响,以路基地段不同板型特征波长对应PE作为轨道板周期不平顺评价指标,其中Ⅰ型板PE最大为0.012 mm^(2),其次Ⅲ型板为0.008 mm^(2),Ⅱ型板最小为0.005 mm^(2)。研究成果进一步拓展了轨道谱动力学分析应用领域,可为线路养护维修管理提供理论参考。 展开更多

关键词 高速铁路 周期性不平顺 轨道谱 无砟轨道 谱峰拟合 反演

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高速铁路轨道周期性不平顺特征表征与识别 被引量：2

8

作者 赵文博 杨飞 +2 位作者 谭社会 孙宪夫 张煜 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期43-52,共10页

高速铁路轨道周期性不平顺易引起车辆激振,增加列车脱轨风险,需要及时发现并处理。在分析不同波长周期性不平顺成因基础上,提出基于小波变换和支持向量机(SVM)的轨道周期性不平顺识别方法,并采用该方法进行案例分析。结果表明:高速铁路... 高速铁路轨道周期性不平顺易引起车辆激振,增加列车脱轨风险,需要及时发现并处理。在分析不同波长周期性不平顺成因基础上,提出基于小波变换和支持向量机(SVM)的轨道周期性不平顺识别方法,并采用该方法进行案例分析。结果表明:高速铁路轨道周期性不平顺成因大致可分为4类,即与轨下结构尺寸相关的32 m简支梁不平顺、底座板不平顺、轨道板不平顺及与钢轨状态相关的钢轨轧制不平顺,其主要波长分别为32,20,4~7和2~4 m;经过频域、时域带窗处理后的小波系数,其均值、方差、有效值和时频比4个指标可以表征轨道周期性不平顺;采用该方法识别钢轨轧制周期性不平顺、轨道板变形周期性不平顺和底座板变形周期性不平顺的准确率分别为81%,94%和72%。 展开更多

关键词 高速铁路 轨道 周期性不平顺 小波变换 支持向量机

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轨道周期性几何不平顺诊断和评价方法 被引量：15

9

作者 刘金朝 《铁道建筑》 北大核心 2016年第7期1-5,共5页

结合描述转向架蛇行失稳的连续多波和广义能量方法,提出一种轨道周期性几何不平顺的诊断和评价方法。首先利用过零点的连续区段轨道几何不平顺极大值和极小值诊断周期性几何不平顺,并采用高通滤波方法对几何不平顺信号进行处理,避免偏... 结合描述转向架蛇行失稳的连续多波和广义能量方法,提出一种轨道周期性几何不平顺的诊断和评价方法。首先利用过零点的连续区段轨道几何不平顺极大值和极小值诊断周期性几何不平顺,并采用高通滤波方法对几何不平顺信号进行处理,避免偏移或趋势项对诊断结果的影响。然后引入敏感波长反映周期性几何不平顺的基波,提出利用广义能量指数评价周期性几何不平顺的状态。计算广义能量指数需要用到的关键参数——能量权系数由同步模型和线性回归分析联合产生的放大系数归一化后得到。与传统的评价轨道几何不平顺的标准差指标相比,广义能量指数与车辆动态响应标准差之间具有更强的相关性,避免了在波长非敏感条件下出现车辆动态响应与输入系统的轨道不平顺能量大小不对应的现象。利用某线预设不平顺试验实测的轨道不平顺和车体加速度数据对模型和方法进行验证,结果表明新的诊断方法能准确有效地找出分布在随机信号中的周期性几何不平顺,同时能较好地评价周期性几何不平顺状态,并反映其对车辆动态响应的影响随速度变化而变化的特性。 展开更多

关键词 轨道周期性几何不平顺 广义能量指数 轨道质量指数 能量权系数 敏感频率

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高速铁路钢轨百米周期性不平顺整治技术 被引量：2

10

作者 李晨光 侯永胜 +4 位作者 杜涵秋 杜志光 俞喆 张金 杨光 《铁道建筑》 北大核心 2023年第3期19-22,共4页

针对高速铁路钢轨百米周期性不平顺问题,综合分析既有钢轨打磨技术的优缺点,兼顾打磨效果、天窗时间和经济性,提出以大机快速打磨和小机打磨为主、大机传统打磨为辅的综合整治策略;通过调整小机打磨和大机快速打磨的顺序,设计了两种打... 针对高速铁路钢轨百米周期性不平顺问题,综合分析既有钢轨打磨技术的优缺点,兼顾打磨效果、天窗时间和经济性,提出以大机快速打磨和小机打磨为主、大机传统打磨为辅的综合整治策略;通过调整小机打磨和大机快速打磨的顺序,设计了两种打磨方案,并选取典型区段进行对比试验。结果表明:小机打磨+大机快速打磨+大机传统打磨、大机快速打磨+小机打磨+大机传统打磨两种打磨方案均可以有效治理钢轨百米周期性不平顺,同时保证了钢轨廓形打磨质量;大机快速打磨+小机打磨+大机传统打磨方案总体打磨效果更优。 展开更多

关键词 高速铁路 钢轨 百米周期性不平顺 钢轨打磨 整治策略

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不同速度条件下高速铁路动车组振动响应和平稳性分析 被引量：1

11

作者 涂英辉 梁晨 陈勇 《铁道建筑》 北大核心 2022年第1期22-26,共5页

动车组车体振动加速度是表征车辆运行状态的重要参数,也是评价车辆平稳性的关键指标。本文基于实车试验和仿真计算数据,研究不同速度条件下动车组车体振动加速度分布及时频域响应特征,得出了车体振动加速度和出现频次之间的函数关系,获... 动车组车体振动加速度是表征车辆运行状态的重要参数,也是评价车辆平稳性的关键指标。本文基于实车试验和仿真计算数据,研究不同速度条件下动车组车体振动加速度分布及时频域响应特征,得出了车体振动加速度和出现频次之间的函数关系,获取了轮对周长、轨道板长度、简支梁跨度等车体及线下基础设施周期性不平顺激励引起的车体振动响应与动车组运行速度的相关性特征。通过平稳性分析,得出了动车组平稳性和舒适度指标随动车组运行速度提升的变化规律。研究成果可为线路全程舒适性评估和线路方案优化提供支撑。 展开更多

关键词 高速铁路 幅频特性 试验研究 车体振动 振动加速度 平稳性分析 周期性不平顺激励

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