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无砟轨道涵洞过渡段路基膨胀引起的轨道上拱响应 被引量：9
1
作者 程建军 王瑞 +2 位作者 祁延录 李中国 王梦田 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期10-19,共10页
以我国西北地区某客运专线3处典型路涵过渡段轨面高程异常工点为研究对象,基于现场监测及数值模拟,进行无砟轨道涵洞过渡段路基膨胀引起轨道上拱响应研究。结果表明:引起无砟轨道涵洞过渡段轨面异常上拱的主要原因是过渡段路基表面地表... 以我国西北地区某客运专线3处典型路涵过渡段轨面高程异常工点为研究对象,基于现场监测及数值模拟,进行无砟轨道涵洞过渡段路基膨胀引起轨道上拱响应研究。结果表明:引起无砟轨道涵洞过渡段轨面异常上拱的主要原因是过渡段路基表面地表水渗入填料导致的路基膨胀;涵洞等过水构筑物对于钢轨上拱位移的传递具有一定的抑制作用,具有直立墙身的盖板涵和预制箱涵抑制效果最为明显;路基膨胀引起的上拱段钢轨轴向应力沿线路走向分布是压应力区过渡到拉应力区,再过渡到压应力区,同时涵洞对于钢轨上拱位移传递的抑制作用会引起上拱回落区域产生轴向应力的突变和放大效应。 展开更多
关键词 高速铁路 无砟轨道 路基 膨胀 涵洞 过渡段 钢轨上拱
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基于DEM-FDM耦合的过渡段膨胀诱发钢轨上拱研究
2
作者 汪优 高天涯 +4 位作者 闫斌 王瑞 陈子娟 张文旭 程建军 《铁道工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期7-12,共6页
研究目的:为分析涵洞过渡段地基膨胀引起的钢轨上拱响应,基于现场测试、室内膨胀试验数据,开展DEM-FDM耦合数值模拟,分析某涵洞附近路基土在膨胀范围为16 m,膨胀中心距离涵洞中心分别为0 m、5 m、10 m这三种工况下,不同膨胀率时基床填... 研究目的:为分析涵洞过渡段地基膨胀引起的钢轨上拱响应,基于现场测试、室内膨胀试验数据,开展DEM-FDM耦合数值模拟,分析某涵洞附近路基土在膨胀范围为16 m,膨胀中心距离涵洞中心分别为0 m、5 m、10 m这三种工况下,不同膨胀率时基床填料的运动规律及钢轨的上拱响应。研究结论:(1)涵洞对于钢轨上拱位移的传递存在阻断作用,但会增大钢轨上拱的峰值,原位膨胀率下工况二的钢轨上拱峰值达到46 mm,当路基膨胀率为0.3%时钢轨上拱位移量达到无砟轨道钢轨可调节临界值(4mm);(2)过渡段钢轨上拱处同时产生轴向应力集中,其中原位膨胀率下工况二轴向应力峰值达到14.4 MPa;(3)对于膨胀区域位于涵洞下方的工况,钢轨轴向应力呈现出来的分布规律为钢轨上拱拱顶处为主拉应力状态,拱脚处为主压应力状态,因此一共包括三个压应力峰值点以及两个拉应力峰值点;(4)本文研究可为高铁涵洞过渡段路基膨胀病害解决方案的确定提供理论依据。 展开更多
关键词 过渡段 路基膨胀 无砟轨道 钢轨上拱 有限差分 离散元
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路基膨胀诱发无砟轨道上拱的试验及数值计算分析 被引量：4
3
作者 王瑞 程建军 +4 位作者 李中国 祁延录 高丽 王梦田 丁泊淞 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1696-1705,共10页
为探明高速铁路路基膨胀机理及其诱发的钢轨上拱响应规律,对出现上拱病害的工点进行现场分层变形监测,并利用新型粗粒土膨胀仪开展室内试验探究该工点路基泥岩膨胀率与含水率间的相关关系,最终结合DEM-FDM耦合的数值模拟手段,系统分析... 为探明高速铁路路基膨胀机理及其诱发的钢轨上拱响应规律,对出现上拱病害的工点进行现场分层变形监测,并利用新型粗粒土膨胀仪开展室内试验探究该工点路基泥岩膨胀率与含水率间的相关关系,最终结合DEM-FDM耦合的数值模拟手段,系统分析泥岩路基不同膨胀率下双块式无砟轨道的钢轨上拱位移及轴向应力分布规律。现场分层变形监测结果显示路基层具有一定膨胀潜势,路基泥岩膨胀变形引起了钢轨的上拱位移;室内试验表明取样工点路基泥岩在现场含水率下的膨胀率达到5.455%,路基泥岩膨胀率与含水率间遵循Logistic函数关系;数值模拟计算结果表明钢轨上拱量与泥岩路基膨胀率间服从Logistic分布,钢轨轴向应力改变量与泥岩路基膨胀率服从Nelder分布。 展开更多
关键词 路基膨胀 双块式无砟轨道 钢轨上拱 有限差分 离散元
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路桥过渡段基床填料膨胀诱发无砟轨道上拱规律研究 被引量：4
4
作者 王梦田 王瑞 +2 位作者 程建军 李中国 高丽 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期645-652,共8页
无砟轨道路基膨胀诱发钢轨上拱是高铁建设运营面临的常见病害之一,路桥过渡段是路基膨胀病害的高发路段,为研究高铁路桥过渡段路基膨胀后钢轨上拱分布及路基结构变形规律。以一处典型过渡段路基膨胀工点为例,通过现场监测和室内试验判... 无砟轨道路基膨胀诱发钢轨上拱是高铁建设运营面临的常见病害之一,路桥过渡段是路基膨胀病害的高发路段,为研究高铁路桥过渡段路基膨胀后钢轨上拱分布及路基结构变形规律。以一处典型过渡段路基膨胀工点为例,通过现场监测和室内试验判别轨道上拱情况及路基膨胀层位,并通过数值模拟计算研究路基基床膨胀对过渡段路基结构的影响规律。研究结果表明:水流下渗与基床填料中的蒙脱石作用是导致填料发生膨胀的主要诱因;桥梁对路基膨胀引起的钢轨上拱具有明显的阻隔效应,临近桥台侧钢轨上拱变化范围明显小于远离桥台侧;路桥过渡段基床填料膨胀率为0.08%时,钢轨上拱量达到无砟轨道钢轨上拱可调节临界值4 mm;临近桥台侧钢轨轴向应力峰值远大于远离桥台侧。 展开更多
关键词 无砟轨道 路桥过渡段 路基膨胀 数值模拟 钢轨上拱 OSID
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高速铁路钢轨上拱不平顺对波磨萌生的影响研究 被引量：2
5
作者 张向民 张勇 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期373-384,共12页
高速铁路钢轨波磨是近年来致力于解决的一种极其复杂的轮轨关系问题。武广高铁胡家湾大桥存在钢轨上拱不平顺并伴随钢轨波磨病害,有必要通过理论与实践研究寻找钢轨上拱和波磨相伴相生的证据并诠释其机理。首先建立涵盖钢轨上拱-大幅值... 高速铁路钢轨波磨是近年来致力于解决的一种极其复杂的轮轨关系问题。武广高铁胡家湾大桥存在钢轨上拱不平顺并伴随钢轨波磨病害,有必要通过理论与实践研究寻找钢轨上拱和波磨相伴相生的证据并诠释其机理。首先建立涵盖钢轨上拱-大幅值轮载-轮轨接触力统一数力学模型,采用能量法、轮轨接触理论和安定极限法进行解析计算,研究钢轨上拱矢度、列车参数和轨道参数的影响规律。然后阐释钢轨上拱、轮载与轮轨接触力之间的相互作用对理解钢轨波磨的萌生机理和减磨措施以及提出车轮多边形发生机理猜想所具有的启示意义,最后简要总结钢轨上拱引发波磨需要进一步研究的前沿问题。计算结果表明:钢轨上拱矢度对轮轨接触力影响显著,如以CRH2型动车组和弹性支撑块式无砟轨道组合为例,当钢轨上拱0.2 cm时,动轮载为21.45 t,相较平顺时增大3.1倍,切向力为15.86 kN,增大2.1倍,法向应力为1 131.6 MPa,增大1.5倍,超出安定极限值20.1%;轮轨接触力随着静轮重、簧下质量和轨道垂向刚度的增加而增大,随着轨道阻尼的增大而减小。研究发现,钢轨上拱激励轮轨系统高频共振导致了钢轨波磨的萌生与发展。防止或抑制此类型波磨的主要措施有:控制钢轨上拱不平顺、防止轮轨系统共振、减小轮载变化幅值、提高钢轨材质强度与耐磨性能以及采取预防性和修复性打磨等。 展开更多
关键词 高速铁路 无砟轨道 钢轨上拱-轮载-轮轨接触力 钢轨钢安定极限 钢轨波磨萌生
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