预应力混凝土箱型轨道梁温度场分析

预应力混凝土箱型轨道梁桥的温度效应不容忽视,在一定程度上甚至会超过活载作用成为设计的控制因素.论述了预应力混凝土箱型轨道梁桥温度场及其变化规律,分析了环境温度场与结构温度场的关系.运用傅里叶热传导理论和边界条件,建立了预应力混凝土箱型轨道梁结构温度场计算的数值模型.计算结果在某轨道线试验梁中得到了验证.在此基础上,将预应力混凝土箱型轨道梁温度影响的计算简化为温差作用下控制温度荷载的计算问题,提出了简化温度分布模式,对工程设计中合理控制温度效应具有实际参考价值.     

轨道交通双箱单室箱型梁结构改进后减振降噪效果分析

针对轨道交通高架桥结构振动噪声问题,将有限元振动分析理论与声辐射分析边界元法相结合,分析双箱单室箱型梁低频噪声辐射特性。通过改变腹板与轨道的相对位置,对比分析双箱单室箱型梁结构改进后的减振降噪效应。计算结果表明:双箱单室箱型梁改变腹板与轨道相对位置后,底板和腹板减振效果明显;场点的峰值声压也出现不同程度的降低,说明将腹板置于轨下的改进措施对双箱单室箱型梁减振降噪是有效的。     

城市轨道交通高架线U型梁降噪理论与测试

通过对比传统箱型梁与U型梁的特点,分析传统箱型梁噪声治理存在的问题,提出U型梁降噪的基本原理及具体措施。同时,采用不同的方法对U型梁的降噪效果进行计算分析与模拟预测,并通过工程噪声测试进行验证。在城市轨道交通建设中,推广应用建设与运营成本低、安全风险小、环保的高架线路及高架技术成为一个重要的研究方向。     

高速动车转向架箱型梁和管型梁构架有限元对比分析

根据UIC 615—4和EN 13749—2011等相关强度标准,采用有限元分析软件,分别对高速动车转向架的箱型梁构架和管型梁构架在超常工况、特殊超常工况、模拟运营工况下进行静强度计算,并对两种构架在相同工况下的最大应力、应力集中位置等进行比较。结果表明,在相同工况下,箱型梁构架的最大应力比管型梁小,且避免了在管型梁和纵向梁连接过渡区、侧架和管型梁连接过渡区等处产生应力集中的问题。建议我国高速动车转向架构架采用箱型梁设计。     

城市轨道交通双线桥上无缝线路挠曲力研究

针对城市轨道交通中新应用的双线U型梁和传统的双线箱型梁两种不同形式桥梁,用有限元法计算分析桥上无缝线路附加挠曲力及附加挠曲位移的分布,着重研究线路纵向阻力、桥梁跨度和桥墩刚度等参数变化对桥上无缝线路钢轨受力、桥墩受力及桥梁挠度的影响。研究结果表明,线路纵向阻力、桥梁跨度对钢轨挠曲力的影响较大,而桥墩纵向刚度对钢轨挠曲力的影响较小,为城市轨道交通设计提供理论参考依据。     

25G(K)型客车污物箱悬吊梁结构优化

对25 G(K)型客车加装集便装置结构进行分析,针对污物箱原悬吊梁结构的不足,对枕内、枕外污物箱悬吊梁结构进行优化。通过有限元分析,确定优化后的悬吊梁结构满足强度要求,确保车辆运行安全。     

高架简支箱梁与U梁车-轨-桥耦合振动分析

基于多体动力学与有限元法,利用多体动力学软件Simpack建立箱型梁及U型梁的三维车轨桥耦合振动仿真模型,对列车过桥时箱型梁、U型梁及轨道结构竖向和横向振动进行分析,得到桥梁振动空间分布情况,进一步研究扣件、板下弹性支承与桥梁支座参数对箱型梁和轨道结构的振动规律,并给出各参数的合理取值范围。研究结果表明:列车以80 km/h的速度过桥时,箱型梁与U型梁结构振动空间分布情况差异明显,应重点关注钢轨、轨道板以及箱梁翼板与腹板的竖向振动,U型梁翼缘处横向振动不容忽视;增大扣件刚度能明显减小钢轨变形,但过大的刚度会使箱梁与轨道结构的振动加剧,建议扣件竖向刚度取值为20~50 MN/m;增大板下弹性支承刚度可明显减小轨道板的振动,但过大的刚度会加强钢轨振动,建议板下弹性支承竖向刚度取值为(1.0~1.5)×10~3 MN/m;增大支座竖向刚度在一定范围内可减小轨道板与箱梁的振动,但过大的支座刚度反而会使桥梁振动加剧,不利于减振,建议支座竖向刚度取值为(3~4)×10~3 MN/m。     

基于杆系有限元在深基桩支护中的应用研究

在采用弹性理论结合有限元法建立力学计算模型的基础上,将开挖面以上支护桩(墙)取为梁单元,开挖面以下取为弹性地基梁单元,将锚杆模拟为弹簧,考虑土体对支护结构的摩擦效应和土压力形成的动态过程,采用弹性杆系有限元法编制有限元程序,并结合工程实例分析了桩(墙)锚杆支护结构的位移和内力变化情况,为深基坑桩(墙)锚杆支护结构的设计理论和方法提供了参考依据.     

城市轨道交通桥梁振动及噪声辐射研究

高架结构在轨道交通中的比例愈来愈大,城轨桥梁振动引起的噪声辐射问题也引起越来越多的关注。利用边界元方法对槽型梁、箱型梁及T型梁3种不同截面形式的城轨桥梁的振动噪声辐射进行分析,研究结果表明:在列车荷载作用下槽型梁的位移响应最大,其次为箱型梁,T型梁的位移响应最小;城轨桥梁下部场点的声压级普遍大于上部场点的声压级;距离轨道中心线0~10 m范围内,槽型梁的场点声压级最大,其次为T型梁,箱型梁的场点声压级最小;10~40 m范围内T型梁的场点声压级最大,其次为箱型梁,槽型梁的场点声压级最小;列车的运行参数对结构的振动响应和振动噪声辐射有显著影响。     

移动坐标有限元法在移动荷载稳态问题中的应用

针对移动荷载引起地基振动问题的特点,建立移动坐标有限元法,求解Kelvin粘弹性地基上Euler-Bernoulli梁在不同速度移动荷载作用下的稳态反应。应用有限单元模拟无限长梁,分析移动坐标下边界条件的具体形式。求解的稳态反应结果与解析法计算结果可以较好地符合,表明移动坐标有限元法可以有效的分析此类问题。     

基于可靠性理论制定动车组子系统最佳预防维修周期的方法研究

为了确定动车组子系统最佳预防维修周期,建立了其可靠性仿真模型,在可用度最大的前提下,提出了一个用蒙特卡罗方法对子系统的寿命分布、预防维修时间分布、事后维修时间分布进行抽样计算的求解方案。用C#语言编制模拟程序进行仿真计算,以CRH_1型动车组高压电器系统为例,计算其可用度达到最大时的最佳预防维修周期,验证该方法的可行性。     

盾构施工临近建筑物变形影响因素关联性分析

基于大量工程实践和资料对建筑物变形安全影响因素进行分析,基于实际数据样本利用粒子群和支持向量机算法,得到影响因素与建筑物变形特征之间的关联模型,并对模型进行验证,利用蒙特卡洛模拟算法仿真模拟得到大量仿真样本,利用卡方关联分析方法和灰色关联算法对各影响因素的关联度进行挖掘,了解各个影响因素与建筑物变形特征之间的关联性程度,进一步得出需要重点控制的建筑物变形的关联影响因素,为临近建筑物的保护控制提供决策参考。     

重载铁路MESH自组网一跳节点空口碰撞算法

重载列车车车通信可以采用长距离自组网通信技术实现.基于TDMA原理,针对自组网过程中一跳节点间频点资源碰撞概率进行数学建模,提出重载铁路MESH自组网通信节点空口碰撞概率的计算方法,通过关键参数的设置即可计算出系统一跳节点间的碰撞概率,利用蒙特·卡罗方法,在MATLAB中进行统计学仿真验证,对系统设计及工程设计优化均有...     

寒区隧道衬砌结构可靠性分析

为了研究寒区隧道在运营阶段衬砌结构的可靠性,考虑到冻胀力、围岩压力和结构自重应力对围岩衬砌结构的影响,以昆仑山寒区隧道工程为背景,采用ANSYS中的PDS(概率设计)模块和蒙特卡洛拉丁超立方抽样方法,对影响寒区隧道衬砌结构可靠性的主要因素以及保证隧道结构安全的可靠性指标进行研究。结果表明:基于ANSYS数值模拟,通过研究冻土围岩温度场和应力场的耦合结果,得到冻胀对衬砌结构产生的最不利的位置;以概率论和数理统计相结合的方式,对衬砌结构最不利位置的可靠性进行定性和定量的分析,得到衬砌结构的可靠性指标;蒙特卡洛法中的拉丁超立方抽样提高了抽样概率的精确性,概率设计的敏感性和设计变量之间的散点图分析,有利于确定影响衬砌结构可靠性的主控因素,进而针对可控因素采取措施,以此提高衬砌结构的可靠性。     

轨道不平顺激励下车辆-桥梁垂向随机振动方差解法

提出时滞多维非白噪声轨道不平顺激励下车辆-桥梁垂向随机振动的时域分析方法。采用白噪声滤波法模拟单轮对下的不平顺,在宽频带内识别滤波器参数以实现波长选择功能。基于Pade近似构造累次时滞滤波器以反映各轮对下不平顺之间的时滞关系。结合成型和时滞滤波器,构造以一致白噪声为输入、时滞多维非白噪声不平顺为输出的合成滤波器。建立车辆-桥梁垂向振动模型,并与合成滤波器联立得到一致白噪声激励下的车-桥-滤波器扩阶状态方程。继而提出求解此扩阶时变系统随机振动方差响应的递推算法。算例结果与MonteCarlo模拟法符合良好,表明该方法具有足够的精度,且对时间步长不敏感。     

考虑细颗粒含量成层的客专粉砂地基固结问题传递矩阵解

基于现有成层地基固结问题求解的局限性及适用性,借助Laplace变换及逆变换法,将体现成层粉砂地基固结特性的参数作为刚度矩阵元素,以矩阵的形式在成层地基层间传递,求解出考虑不同分级加荷及边界条件下成层客专粉砂地基的固结解析解。结合不同细颗粒含量对客专粉砂固结特性的影响规律,研究不同细颗粒含量对成层客专粉砂地基的应力、孔压及位移的发展规律。同时,运用ABAQUS对成层粉砂地基的固结问题进行数值模拟分析,通过和理论解析解对比分析,进一步验证了传递矩阵法求解不同细颗粒含量成层客专粉砂地基固结问题的可靠性和适用性。     

钢筋混凝土截面损伤分析与检测

以平截面假定和截面力平衡关系为基础,导出钢筋混凝土双向压弯截面含损伤变量的割线刚度、切线刚度矩阵。将截面受压混凝土分成若干四边形,用高斯数值积分完成每个四边形的积分,截面含损伤变量的刚度等于各四边形积分之和。对截面进行了全过程损伤分析,并进行钢筋混凝土梁损伤试验,用冲击回波法检测垂直裂缝,试验检测结果与理论分析结果较吻合。     

弹性长枕无砟轨道动刚度垂向耦合动力及能量分析

本文探索弹性长枕无砟轨道动刚度的变化规律、轨道动力刚度改变对车辆-轨道耦合系统中各构件动力响应及其与车辆、轨道子系统中能量(动能、势能)变化的关系。利用车辆-轨道耦合及哈密顿原理,列出耦合系统总动能、势能和阻尼做功方程并作一阶变分,按对号入座法得出耦合系统总质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵,再用Wilson-θ法求解微分方程。通过计算结果分析得出:轨道垂向动刚度与车速的变化规律;扣件刚度、枕下支撑刚度、道床板下(路基)支撑刚度各自对轨道动刚度的影响程度及其与耦合系统中各构件垂向位移、加速度之间的关系;车辆、轨道子系统势能(动能)与轨道动刚度之间的关系,势能(动能)也可作为评价轨道振动的依据。     

基于轮对磨耗数据的CRH2A型动车经济镟修策略研究

为提高镟修策略的经济性,基于轮对磨耗数据,进行CRH2A型动车经济镟修策略研究。在描述动车轮对磨耗的规律时,分别以二次拟合和数理统计的方式建立轮缘厚度的磨耗规律和轮径月磨耗量的规律,其中,轮径分布拟合的优劣采用卡方拟合优度来衡量,轮缘厚度磨耗函数拟合结果使用拟合度来评价。在轮缘厚度磨耗速率模型和轮径磨耗数理统计模型的基础上,采用蒙特卡罗仿真方法模拟动车轮对运行的实际情况,得到121种镟修策略的仿真结果,并选出最优策略。通过实验结果对比分析,该最优策略较现役的固定镟修方案,提高了动车轮对的使用时间,降低了动车运行成本,提高了经济效益。     

铁路接触网最优主动控制研究

研究目的:本文为研究主动控制对接触网性能的影响,建立了接触网有限元模型,应用Ansys软件计算模型的整体质量及刚度矩阵数据,并利用KMExtract程序分离出整体质量、整体刚度矩阵,据此建立接触网系统动力学方程。为便于系统仿真及控制器设计,使用模态降阶法对系统降阶并将其转化为状态方程形式,而后为系统设计LQR控制器,使用simulink对实施主动控制前后的接触网系统进行动态仿真分析。研究结论:研究表明:(1)对接触网实施主动控制能有效改善其振动特性,接触网振动的最大值、最小值有较大降低,幅度达90%以上,均方差也有较大下降,幅度达70%以上,系统性能得到了极大提升。(2)在通过改变弓网自身参数的方法改善弓网性能遇到瓶颈时,接触网的主动控制或半主动控制将成为改善弓网性能的重要手段。