武广铁路客运专线桥上无缝道岔设计研究

桥上无缝道岔是客运专线的关键技术之一,目前国内桥上无缝道岔研究刚刚起步,尚未形成系统计算理论和设计方法,开展桥上无缝道岔计算理论和设计方法研究,具有重要理论和现实意义。在消化吸收国外先进设计理念的基础上,建立一种桥上无缝道岔计算模型和计算方法,结合武广铁路客运专线乐昌东站介绍桥上无缝道岔设计流程和设计方法。建立的"岔梁墩一体化"计算模型能够真实反映道岔和桥梁的相互作用,桥上无缝道岔设计方法具有很强的可操作性。     

客运专线桥上无缝道岔设计方法研究

桥上无缝道岔设计已经成为客运专线建设的关键技术之一。目前国内桥上无缝道岔研究刚刚起步，尚未形成系统计算理论和设计方法。引进技术和自主创新相结合，在消化吸收国外先进设计理念的基础上，初步建立了桥上无缝道岔设计方法和设计体系，为桥上无缝道岔设计提供依据。建立了“岔-梁-墩一体化”计算模型能够真实反应道岔和桥梁的相互作用，桥上无缝道岔设计方法具有很强的可操作性，研究成果对于我国客运专线桥上无缝道岔设计和施工有重要指导意义。     

客运专线桥上无缝道岔的设计

提出了客运专线桥上无缝道岔设计流程及设计方法，根据桥上无缝道岔“岔—梁—墩”一体化计算模型，建立桥上无缝道岔有限元分析方法，研究了道岔与桥梁之间的合理布置形式，对客运专线桥上无缝道岔设计具有指导意义。     

客运专线桥上无缝道岔模型试验设计

桥上无缝道岔是当前客运专线建设中的重点、难点与热点问题.桥上无缝道岔既要考虑桥上无缝道岔的梁轨相互作用,又要考虑无缝道岔中钢轨受力和变形的复杂关系.根据相似三定律设计试验所用模型,将实际中遇到的温度变化对系统的影响模拟到试验中,并模拟了多种梁系与轨道结构形式,通过试验数据分析,明确了桥梁与无缝道岔的相互作用关系,为建立桥上无缝道岔计算理论提供依据,继而指导桥上无缝道岔设计.     

桥上无缝道岔纵向力计算理论与试验研究

根据桥上无缝道岔受力和变形特点,建立道岔-桥梁-墩台一体化计算模型,并利用有限元法对模型求解。以浙赣线湄池1号大桥为例,分析桥上无缝道岔的受力与变形的特性,测试桥上无缝道岔的温度力和位移。试验结果表明,理论计算结果和实测数据相吻合。理论分析和实验研究表明:所建立的道岔-桥梁-墩台一体化模型用于计算桥上无缝道岔纵向力和位移是合理可行的;桥上无缝道岔与桥上无缝线路的受力和变形差别很大,在计算桥上无缝道岔时应考虑实际的钢轨温度变化幅度、道岔布置方式和岔、桥相对位置。在道岔布置密集的区域,如车站咽喉区,道岔间的相互影响较大,为准确计算道岔及桥梁的受力和位移,应建立包括所有道岔和桥梁的整体模型。     

客运专线桥上无缝道岔模型之伸缩力试验与仿真分析研究

在3×32 m无砟桥上以1:3的比例铺设一组客运专线18号道岔模型进行现场模拟试验,对桥上岔区内的无缝道岔、无砟轨道、桥梁及相关传力结构的受力进行模拟.采用非线性有限单元法建立桥上道岔区无砟轨道全桥一体化模型,算出相应理论值,和试验值进行比较,验证桥上岔区无砟轨道的计算模型与方法,继而指导桥上无缝道岔设计.     

合宁铁路无缝道岔群设计技术研究

研究目的:通过建立"钢轨-扣件-岔枕-道床"无缝道岔群整体有限元计算模型,对客运专线无缝道岔群受力与变形进行研究.提出客运专线无缝道岔群钢轨温度力和位移的计算方法,利用非线性有限元计算程序,计算分析无缝道岔群钢轨温度力和位移.为客运专线车站无缝道岔的设计、施工及养护提供参考. 研究结论:无缝道岔群间的相互作用和影响,使其受力与变形远比单组无缝道岔复杂的多,故对其受力与变形不利.建立的无缝道岔群整体有限元计算模型,真实地模拟了无缝道岔之间及道岔钢轨、扣件、岔枕之间的相互作用.采用ANSYS二次开发技术编制的无缝道岔群相互作用非线性有限元程序,可自动完成有限元建模、荷载的施加、方程的求解,提高了计算精度和效率.经对尖轨和心轨位移、道岔钢轨强度、辙叉跟端最大荷载的检算,满足道岔技术条件的要求.     

连续梁桥上无缝道岔温度力与变形影响因素分析

研究目的:桥上无缝道岔是跨区间无缝线路的一项关键技术。分析各种因素对道岔和桥梁的受力与变形的影响,总结出连续梁桥上无缝道岔受力与变形规律,是关系到客运专线运营安全的重要问题。研究方法:通过建立连续梁桥上无缝道岔的有限元计算模型,利用Ansys软件对连续梁桥上无缝道岔进行力学计算并作参数影响分析。研究结果:道岔布置位置和桥墩支座布置形式对系统受力和变形影响较大;增大岔区内道床纵向阻力和扣件纵向阻力,有利于控制道岔的位移;连续梁固定墩刚度增加能有效控制道岔各主要位移,同时能减小基本轨最大附加力;轨温变化幅度对系统受力和变形的影响非常显著。研究结论:道岔应避免布置在梁的端部并且尽量让道岔导轨与梁体反向伸缩;合理设计锁定轨温能有效地改善系统受力状况。     

连续梁桥上典型道岔群纵向受力与变形分析

连续梁桥上双线两组道岔对称布置和咽喉区外侧的单渡线是客运专线建设中主要的无缝道岔群布置形式,为了指导和完善连续梁桥上铺设道岔群时道岔和桥梁的设计方法,本文根据桥上无缝道岔纵向相互作用原理,建立了道岔—桥梁—墩台一体化有限元计算模型,以18号无缝道岔铺设在连续梁桥上为例,分析了这两种常见道岔群的纵向受力与变形规律.计算结果表明,两组道岔对称布置时,可按单组道岔进行计算,墩台承受两组单开道岔的传力;单渡线这种岔桥布置对道岔与桥梁的受力都是有利的.     

简支梁桥上无缝道岔温度力与位移计算

采用有限元分析的方法,建立了计算简支梁桥上无缝道岔温度力与位移的有限元力学模型.计算了桥上无缝道岔的受力与变形,并分析了桥梁结构对无缝道岔的影响.研究结果对桥上无缝道岔的设计有一定的指导意义.     

哈大铁路客运专线沈哈段桥梁设计

哈大铁路客运专线是我国运营的第一条高纬度严寒地区客运专线,桥梁工程设计中创新使用了多项关键技术,国内铁路桥梁中首次应用钢箱叠拱桥型及实体圆钢吊杆形式,小跨钢筋混凝土连续梁桥上设置42号高速无缝道岔,严寒地区客运专线联长最长的连续梁桥,客运专线大跨连续梁长节段支架现浇及平转。并结合沈哈段所属高纬度严寒地区的自然环境,介绍设计所采取的技术措施。     

MATLAB结合AutoCAD在无交叉线岔设计中的应用

研究目的:随着铁路客运专线道岔侧向及正向通过速度的提高,高速接触网设计对道岔处的定位方式提出了更高的要求.客运专线采用的无交叉线岔设计,不但要保证列车从正线高速通过时不受侧线接触悬挂的影响,而且还要确保从正线驶向侧线或从侧线驶入正线时都能平稳、顺利地过渡.因此不能简单的利用"标准定位"和"非标准定位"的方式对道岔支柱和悬挂进行布置,而应通过一些明确的概念进行精确布置.研究结论:在客运专线车站设计中采用MATLAB结合AutoCAD方法指导无交叉线岔设计,明确接触线、悬挂支持装置与受电弓的几何位置,使得设计形象化、简单化、合理化.所以该方法能够保证受电弓在道岔区段安全、平滑、无障碍的通过,实现300 km/h以上速度的安全行车和接触网受电弓的良好受流.     

客运专线车站设计有关问题的研究

研究目的：研究客运专线车站设计车场布置及有关设计标准,提出客运专线车站设计采用标准的具体建议。研究方法：结合客运专线车站设计存在的问题,车站作业的要求和特点,对车站设计技术标准进行研究分析和总结。研究结果：提出了客运专线站场设计高、普速车场布置方式；对旅客通道站台出入口的宽度给出计算公式；对安全线设置要求提出了建议；分析计算了车站到发线数量确定的参数和方法,分析了车站到发线有效长度的组成因素、道岔型号的选用、道岔配列及铺设要求等设计标准。研究结论：客运专线车站高、普速车场应采用分场分线布置；到发线数量为0．063 3倍的旅客列车换算对数；旅客站台出入口最小宽度,始发站岛式站台为5．0 m,侧式站台为4．5 m,中间站为2．5 m；车站到发线有效长度为700 m；列车控制系统不能满足列车追踪间隔或保证列车运行安全时,建议在车站到发线接车末端设置安全线；道岔应离开竖曲线起终点或变坡点不小于20 m的距离布置。     

大号码无缝道岔温度力与变形的有限元计算

分析无缝道岔温度力传递机理,确定无缝道岔各部分在有限元模型中的合理模拟方式,并建立模型。应用模型,选取切合实际的计算参数对秦沈客运专线18号和38号无缝道岔进行温度力和变形计算。结果表明:无缝道岔的附加温度力与变形随轨温变化幅度的增大而增加;在同样的轨温变化幅度条件下,大号码无缝道岔的温度力与变形比小号码无缝道岔大,限位器承受的剪力也较大;半焊无缝道岔钢轨温度力及变形与全焊无缝道岔有较大差别,在数值上较全焊无缝道岔小,但其辙叉位置钢轨和轨枕的位移较为复杂。     

旋喷桩加固客运专线路基挡土墙地基设计应用

研究目的：针对客运专线对挡土墙稳定性和变形要求高的特点,探讨研究挡土墙基底为深厚软弱土层时采用旋喷桩加固的设计计算方法,并提出相应的施工技术要求。研究方法：根据客运专线挡土墙的特点和地基条件,采用复合地基计算理论进行基本参数的计算,并根据计算结果采用压应力扩散理论和实体基础理论对旋喷桩布置和加固深度进行验证。研究结果：基于重力式挡土墙及湿陷性新黄土的特点,在复合地基设计结果基础上,比较实体基础和压应力扩散理论计算的加固深度,为提高客运专线路基挡土墙稳定的可靠度,设计采用实体基础计算理论确定加固深度。研究结论：在地基加固设计中应根据可靠度要求合理选择地基加固深度计算理论,在客运专线重力式挡土墙设计中如果需要大幅度提高承载力,采用实体基础计算理论进行设计可靠度较高。     

时速250km级18号道岔设计理论与试验研究

为确保客运专线建设成功,铁道部组织进行了客运专线道岔的自主研发。本文以系统集成设计方法,建立了250km/h客运专线道岔动力强度、无缝道岔设计理论、转换计算理论、轨道刚度设计理论等设计理论体系,优化了道岔平面线型,研发了新型扣件系统及心轨一动处工电结构,实现了岔区轨道刚度的合理设置与均匀化。对所研制的250km/h客运专线有砟轨道18号道岔在胶济线进行试铺和动测试验,CRH动车组、提速客车及货车直、侧向过岔时的动力测试结果表明,该道岔具有较高的安全性和列车运行平稳性,证明了客运专线道岔设计理论体系的科学性及道岔结构设计的合理性。     

客运专线无砟无缝道岔温度力与变形研究

研究目的:分析无砟轨道基础上无缝道岔的纵向力传递机理,建立无砟无缝道岔计算模型,采用有限单元法计算了无砟无缝道岔受力及变形,并与有砟轨道无缝道岔进行了对比分析,为无砟无缝道岔设计提供参考依据。研究结果:无砟轨道基础上无缝道岔的纵向力传递机理、温度力和位移分布规律与有砟轨道无缝道岔明显不同。     

石郑客运专线路基设计有关问题的研究

研究目的:采用无碴轨道结构形式已成为高速铁路建设发展方向,通过对石郑客运专线路基有关问题进行分析研究,提出相应解决措施和建议。研究方法:借鉴国内外有关规定和经验,对石郑客运专线路基填料、地基处理、过渡段设置、路桥比较等重点方面进行研究和比选。研究结果:高速客运专线路基填料尽量选取天然合格填料或做好改良试验,选取适宜处理措施进行沉降控制和过渡段设置,合理确定路桥分界高度和路改桥段落。研究结论:高速客运专线无碴轨道铁路路基设计中,尤其在平原地区,应对路基填料、沉降控制、过渡段、路桥比较等方面给予重点考虑,并通过必要的试验、经济技术综合比较等方法确定最佳处理方案。     

直逆向过岔时列车-道岔-连续刚构桥系统空间振动分析

针对桥上无缝道岔,运用有限单元法,建立钢轨-岔枕-桥梁系统空间振动分析模型。运用弹性系统动力学总势能不变值原理及形成矩阵的“对号入座”法则,建立了列车-道岔-桥梁系统空间振动方程组。以温福客运专线田螺大桥为例,拟定桥上铺设了由2组38号道岔组成的单渡线,计算“中华之星”电动车组,按一动四拖的编组方式,以200 km/h的速度直逆向通过时,列车-道岔-桥梁系统空间振动响应,并与列车通过路基无缝道岔和桥上无缝线路的动力响应进行对比。计算结果表明,桥梁导致钢轨和岔枕的位移增幅较大,列车动力响应有所增加,对道岔振动加速度和轮轨力影响不显著;道岔导致桥梁振动加速度小幅增加,而列车动力响应显著增大。