期刊,铁道科学与工程学报 2024年卷3期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

铁道科学与工程学报

主　　编：余志武

出版周期：双月刊

国际刊号：1672-7029

电子邮箱：jrse@mail.csu.cn

电　　话：0731-82655133；82656174

邮政编码：410075

地　　址：长沙市韶山南路22号

铁道科学与工程学报/Journal Journal of Railway Science and EngineeringCSCD北大核心CSTPCD

查看更多>>本刊是中南大学主办的以理工为主的综合性学术刊物。1979年创刊，1982年公开改进，主要刊登土木工程、建筑工程、交通工程、自动控制、计算机科学与技术、运输管理工程、机电工程、数学力学、基础研究等方面的学术论文。1992年起被列为全国中文核心期刊，1994年被列为美国Ei Page数据库核心期刊。

正式出版

收录年代

基于地铁客流与建成环境映射关系的新线车站分类方法

王潇然许心越潘保霏李建民...

980-993页

查看更多>>摘要：科学合理的车站分类对于客流特征研究预测、车站设施布局优化以及周边土地开发建设具有重要意义.针对新线开通前新建车站客流数据未知而导致车站分类不准的问题,提出一种基于地铁客流与建成环境映射关系的新线车站分类方法.首先,从客流角度选取组合聚类指标对既有车站进行聚类,形成各类车站的客流特征区间.其次,从建成环境角度计算既有车站的土地混合熵、不同POI(Point of interest)数量、度和介数等特征,利用随机森林(Random forest,RF)重要度指标筛选和对数变换拟合确定建成环境特征与地铁客流特征的映射关系表达式.最后,输入新线车站的建成环境特征,依据上述映射关系计算新线车站的客流特征值,结合既有车站的客流特征区间进行新线车站客流特征归类,实现客流数据缺失条件下的新线车站分类.为验证方法有效性,采用北京地铁数据进行案例验证.研究结果表明:基于地铁客流与建成环境映射关系的分类方法能够实现新线车站开通前的车站类型提前划分,具有较好的分类结果;进一步分析发现工作日车站与周末车站分类存在的差异与通勤行为特性、土地开发程度有关;研究方法在不同线路数据集上都表现出较好的分类效果,具有较强的适用性.研究结果可为缺失数据条件下的车站分类和新线开通期地铁运营组织提供新的思路和方法.

关键词：

城市轨道交通新线开通车站分类建成环境随机森林

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万方数据
维普

不确定需求下考虑货物时间价值的多式联运路径选择方法

邱叶胡军红郭缙烨刘开源...

994-1003页

查看更多>>摘要：为降低高价值时间敏感类货物的时间价值损失及合理规划多式联运路径,在不确定的运输需求情况下,探究货物时间价值对多式联运路径选择的影响.在考虑货物价值特性的基础上,通过鲁棒优化方法中的情景分析法建立以运输成本、货物时间价值成本及碳排放成本综合最低为目标和以节点作业硬时间窗等为约束的多式联运路径鲁棒优化模型.根据研究问题的特点,采用基于蒙特卡罗的灾变自适应遗传算法对模型进行求解,并以15个城市节点和公路、铁路、水路3种运输方式构成的联合运输网络为算例网络进行分析.研究结果表明:与不考虑货物时间价值相比,考虑货物时间价值的运输路径中铁路运输距离在运输总距离中的占比增加了17.28%,使得运输总时间降低12 h,节约货物时间价值成本16.19%.随着日平均衰减率的增加,在不同的衰减率范围内会选择不同的运输路径,同时选择增加铁路或公路运输距离占比以提高运输时效性,避免货物时间价值成本上升过快.需求的不确定使得运输成本、货物时间价值成本和碳排放成本分别增加了16.53%、3.44%和17.31%,最终导致运输总成本上升9.65%.研究结果可帮助决策者在根据实际需求情况和货物性质基础上,对需求量及衰减率进行估算,为其合理选择运输路径提供参考,避免造成货物时间价值损失过大.

关键词：

多式联运货物时间价值路径选择不确定需求鲁棒优化

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万方数据
维普

铁路线路与地形三维模型实时动态融合方法研究

温绍成蒲浩宋陶然李伟...

1004-1014页

查看更多>>摘要：铁路线路与地形三维模型的融合是实现铁路线路三维正向设计的瓶颈之一.线路设计过程中,需要实时更新三维场景.现有的静态融合方法会修改原始的地形数据,且计算量大,耗时过长,无法满足动态交互式设计的需求.对此,提出一种铁路线路与地形三维模型实时动态融合方法.基于铁路三维场景,在每帧显示前动态提取视相关地形瓦片模型和线路三维模型,在内存中基于线程池并行对地形瓦片裁剪,实现二者的实时融合,并构建缓存队列,重复利用融合结果.为了提升单块地形瓦片和线路三维模型的融合效率,提出了"超挖-回填"的融合思想.借助高效的三角形空间网格索引,快速删除融合边界内及相交网格涉及到的三角形,虽然"超挖"部分三角形,但避免了繁杂的三角形定位、调整计算.依据超挖三角形外边界和融合边界构建"回填"区域,再采用剪耳法对"回填"区域重构三角网,实现铁路线路与地形三维模型的无缝融合.基于该方法开发了铁路线路三维设计系统,对一条104.9 km铁路案例进行了实验,结果表明:其显示帧率可以保持在35～45 fps,且能够实时更新三维场景.相较于传统的静态融合方法,该方法将长时间的全局模型融合转化为帧前的局部视相关动态融合,减少了线路方案修改时更新的融合数据量及计算量,从而满足了动态交互式设计的需求,提升了三维正向设计的效率.

关键词：

铁路线路三维建模动态融合视相关地形裁剪

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万方数据
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9号道岔区铺设减振垫浮置板的行车安全性及舒适性研究

曾志平曾强郭无极王卫东...

1015-1024页

查看更多>>摘要：地铁道岔区在基本轨、尖轨处以及道岔钢轨接头处存在大量钢轨不连续地段,轮轨相互作用强烈,轨道系统振动明显,减振垫浮置板轨道作为一种高等减振措施已应用于地铁线路道岔区.为探究减振垫浮置板应用于9号道岔的适用性,并作为减振地段与普通无砟轨道的过渡段的可行性,以某地铁高架9号道岔为研究对象,建立桥上道岔三维有限元模型,仿真分析地铁B型车在120 km/h直向过岔和30 km/h侧向过岔的情况下,列车的行车安全性、舒适性以及轨下结构形变.对比在9号单开道岔区域设置的2种刚度过渡方式的优劣及其减振效果,较为系统地论证了在9号道岔区域铺设减振垫浮置板的可行性.研究结果表明:1)列车通过铺设减振垫浮置板的9号道岔区域时,浮置板位移极值出现在转辙区域和心轨区域,最大位移出现在尖轨位置,可增大尖轨处单板橡胶垫支承刚度,以保证轨道结构变形均匀;2)列车逆向侧向通过设置过渡段的减振垫浮置板道岔区时,2级过渡方式的车体最大垂向加速度、最大横向加速度、最大脱轨系数、最大轮重减载率、轨道刚度变化率以及减振效果等指标均优于1级过渡方式;3)在道岔区铺设减振垫浮置板,列车直向和侧向通过时的行车安全性和舒适性均能满足相关评价指标,且2级过渡方式更优.研究结果可为后续道岔区减振设计研究提供一定的理论参考.

关键词：

减振垫浮置板道岔过渡段车辆-轨道耦合动力学轨道刚度变化率

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万方数据
维普

基体材料对铁路沿线风积沙ECC性能影响研究

梁轩程建军夏多田张朵...

1025-1036页

查看更多>>摘要：为解决沙漠戈壁地区河砂资源紧缺、运输成本高等问题,同时减轻沙漠铁路风沙灾害,开展沙漠铁路沿线原状风积沙制备地域性工程水泥基复合材料(ECC)的试验研究.通过正交试验探究了不同风积沙掺量(S/C)、粉煤灰掺量(FA/C)和水胶比对ECC性能的影响,对三点弯曲试验的试件进行了开裂形态及荷载-挠度曲线的比较,并对流动度、表观密度、力学性能以及韧性进行了极差分析,结合微观分析初步确定出合理的基体配合比;在此基础上进一步探究了不同粉煤灰掺量对ECC抗压性能、弯曲性能、拉伸性能和变形能力的影响.研究结果表明:风积沙对流动度、弯曲性能影响最显著,粉煤灰对表观密度、抗压性能影响最显著;当风积沙掺量为0.75、粉煤灰掺量为1.50、水胶比为0.34时材料的综合性能最好,即流动度、抗压抗折强度分别为:151 mm、50.1 MPa和17.3 MPa;粉煤灰掺量从1.50增加到3.50时,材料极限拉应变在2%～3.5%范围内波动,掺量为2.50时极限拉应变出现最大值3.5%;当掺量为3.0时轴拉试件裂缝宽度最小为100 µm,此时裂缝数量最多、间距最小.风积沙掺量为0.75、粉煤灰掺量为1.5时纤维表面有明显划痕且附着水化产物,纤维在基体中能较好地发挥桥联作用;水胶比为0.36时基体密实度较低,对纤维的锚固作用会被削弱.研究为风积沙在沙漠地区铁路工程中制备高延性混凝土提供了一定的理论依据.

关键词：

ECC风积沙粉煤灰力学性能微观分析沙漠铁路

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循环张拉作用下新型多节泡土钉抗拔性能现场试验研究

叶新宇时一帆李煜张升...

1037-1046页

查看更多>>摘要：新型多节泡土钉具有拉拔硬化特征,相比传统土钉,其在土质边坡中抗拔性能更优.为了探究实际工况条件下新型多节泡土钉的边坡加固性能,并与传统土钉进行比较,开展7组新型多节泡土钉及传统土钉现场循环张拉试验,研究注浆工艺、节泡间距及埋深对土钉抗拔力及其发挥速率的影响规律,进而探明了每一循环下土钉弹、塑性拉拔位移占比,并分析其内在机理.试验结果表明:循环张拉作用下,注浆工艺对土钉的抗拔力影响显著,采用改进式压密注浆工艺和直接压密注浆工艺的土钉抗拔力远远超出传统注浆工艺,且初期的拉拔硬化现象更明显.采用改进式压密注浆工艺的土钉抗拔力发挥速率最快,直接压密注浆工艺次之,传统注浆工艺最小.从总体趋势上看,新型多节泡土钉抗拔力发挥速率在降低,传统土钉抗拔力发挥速率在升高.采用改进式压密注浆工艺虽然不能提升土钉弹性拉拔位移的占比,却能显著提高极限抗拔力;节泡间距对多节泡土钉抗拔力和抗拔力发挥速率影响较小,主要受到土钉周围土体强度的影响;埋深影响多节泡土钉的极限抗拔力,埋深越大,极限抗拔力和初始抗拔力发挥速率越大,同时抗拔力发挥速率随拉拔位移递减的趋势也更加明显.研究成果对提高新型多节泡土钉加固性能和优化工程应用提供指导.

关键词：

土钉拉拔硬化循环张拉多节泡现场试验

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斜拉桥V形钢塔-混凝土基座结合构造方式比选

肖逸鹏周朝阳何畅孙秀贵...

1047-1057页

查看更多>>摘要：某人行景观桥为空间异型钢塔斜拉桥,主塔中2根箱型钢柱在四棱台混凝土基座上方交汇呈非对称V形,钢柱轴线与其底端钢-混连接面不垂直,基座尺寸严格受制于河道防洪要求,使塔根-基座结合部构造方式设计具有挑战性.按照造价相当的标准初步拟定3种结合方案,采用ABAQUS软件分别建立相应的有限元模型,选取塔底支座反力中平面内外弯矩绝对值相加最大的组合进行模拟计算及其结果比较和对标检验.研究结果表明:承压-传剪组合式结合部可以大幅度减小桥塔根部、基座及其中锚箱的应力,使其合理满足相关规范要求.就塔根最大位移和应力幅而言,均为传剪式最大、组合式最小.组合式方案中承压板厚度较承压式减小1/3,应力虽有上升却未超限,材料利用率提高.承压式、特别是传剪式构造方案中,混凝土基座最大主拉应力远超规范限值,无法满足抗裂要求.传剪式方案中锚箱钢板Mises应力也超限22%,且与其竖向压应力和混凝土主拉应力的最大值处于同一位置.传剪式方案不适用的原因是,锚箱中侧面竖板间距太小,矩形板与柱壁连接屈从于不利构造特点,形成大转折.无论应力大小还是变形控制,组合式方案都值得优先选择.研究成果直接服务于本工程,对类似工程也有一定的参考价值.

关键词：

钢塔斜拉桥钢-混结合部结构连接构造方式有限元分析

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公铁两用大跨度斜拉桥-无砟轨道体系变形适应性研究

盛兴旺郭舜哲郑纬奇朱志辉...

1058-1067页

查看更多>>摘要：高速铁路大跨度斜拉桥结构变形受其复杂服役环境影响显著,而无砟轨道对工后变形的调整能力有限,因此大跨度斜拉桥的复杂变形条件将直接影响其上无砟轨道结构的适应性.以沪渝蓉高铁长江北支公铁两用大跨度斜拉桥应用无砟轨道为工程背景,建立无砟轨道-大跨度斜拉桥一体化精细空间有限元模型,分析铁路、公路以及温度等多种荷载联合作用下大跨度斜拉桥-无砟轨道体系平顺性、无缝线路稳定性和无砟轨道层间变形协调性,从而对大跨度公铁两用钢桁梁斜拉桥-无砟轨道体系变形适应性开展深入研究.结果表明:在运营荷载及温度荷载最不利组合作用下,大跨度斜拉桥主梁线形平顺,变形平缓,桥梁整体刚度较好,桥上无砟轨道几何形位可以满足静态验收标准;大跨度斜拉桥上无缝线路的强度和稳定性满足要求,扣件工作性能良好,钢轨伸缩调节器的设置可有效释放梁端钢轨的纵向应力;无砟轨道层间设置橡胶隔离层且不跨主梁桁架节间的布置方式可提高大跨度斜拉桥上无砟轨道的变形协调性能,使得桥上无砟轨道层间始终处于受压状态,达到"隔而不离"的桥上轨道层间理想服役状态;大跨度公铁两用钢桁梁斜拉桥-无砟轨道体系变形适应性良好.本文研究成果可为公铁两用大跨度钢桁梁斜拉桥上无砟轨道的应用提供技术参考.

关键词：

公铁两用大跨度斜拉桥无砟轨道无缝线路变形适应性稳定性平顺性协调性

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导风栏杆参数对钢桁梁桥风车桥耦合振动影响研究

郭向荣邹欣杭

1068-1078页

查看更多>>摘要：为探究导风栏杆参数对钢桁梁桥风车桥耦合振动的影响,以某典型超高墩钢桁梁桥为背景,对设置了新型导风栏杆的节段模型进行风洞试验及CFD数值模拟,得到不同导风栏杆参数及风攻角下车、桥三分力系数.在此基础上,建立风-车-桥系统空间耦合振动仿真分析模型,分析不同风速情况下不同导风栏杆间距、挡风面角度以及风攻角对车-桥系统动力响应的影响,得到最优导风栏杆参数.结果表明:随着导风栏杆间距增大,桥梁阻力系数缓慢减小,列车阻力系数呈增大趋势;随着挡风面角度的增大,桥梁三分力系数变化较小,列车阻力系数呈增大趋势;导风栏杆对桥梁三分力系数随风攻角变化的变化趋势影响较小,对列车阻力系数随风攻角变化的变化趋势影响较大;对于此类桥梁而言,导风栏杆间距为60～75 cm时挡风效果较为显著,60 cm间距导风栏杆可最大程度降低列车响应,且不显著增大桥梁响应;挡风面角度为10°～20°时挡风效果较为显著,10°挡风角的导风栏杆可以在充分发挥挡风效果的同时将列车响应控制在较低水平,且不会显著增大桥梁响应;挡风面角度相较于导风栏杆间距对车-桥系统振动影响小;导风栏杆可以有效减小3种风攻角条件下的列车脱轨系数以及-7°攻角条件下的轮重减载率,但同时也增大了-7°攻角和0°攻角条件下的轮重减载率以及桥梁中跨跨中横向位移.研究结果为进一步优化导风栏杆参数和保证列车在超高墩钢桁梁桥上安全营运提供参考.

关键词：

导风栏杆钢桁梁三分力系数数值模拟风-车-桥系统动力响应

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考虑加载历史的小半径曲线桥梁梁轨相互作用分析

于向东宋浩敬海泉

1079-1089页

查看更多>>摘要：目前,大部分考虑加载历史的梁轨相互作用研究都集中在直线桥梁上,针对曲线桥梁,尤其是小半径曲线桥梁,梁轨相互作用的研究相对较少.采用理想弹塑性滞回阻力模型模拟扣件纵向阻力,运用有限元软件,建立以城东特大桥为研究对象的钢轨-桥梁-墩台三维有限元空间力学计算模型,研究曲线半径对于梁轨相互作用的影响,探究了多荷载耦合作用、往复荷载作用以及循环荷载作用下考虑加载历史效应的曲线桥梁梁轨相互作用情况,并提出"拉力百分比"以及"压力百分比"的概念以便分析曲线半径对传统线性叠加法误差的影响.结果表明,曲线桥梁中梁轨纵、横向相互作用分别与曲线半径成正、反比,相关数据改变幅度与曲线半径成反比且当曲线半径超过800 m时基本收敛,此时可采用"以直代曲"的简化算法;曲线半径对于横向梁轨相互作用影响程度大于纵向,相较于挠曲、制动工况,伸缩工况受曲线半径影响更加显著;多荷载耦合作用下,采用传统线性叠加法相较于考虑加载历史更为保守且温度荷载起主要贡献;考虑加载历史时钢轨在往复荷载作用下会产生不可忽视的残余内力,且在循环荷载作用下将会产生收敛于第1次往复荷载下的残余内力,这是扣件纵向阻力的弹塑性滞回特性决定的;线性叠加法误差与曲线半径具有相关性,相较于挠曲、制动工况,伸缩工况下对其更为敏感.研究结果可为考虑加载历史下曲线桥梁结构设计提供参考.

关键词：

加载历史曲线半径无缝线路梁轨相互作用多荷载耦合线性叠加法误差

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