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期刊信息/Journal information
中国铁道科学
中国铁道科学研究院
中国铁道科学

中国铁道科学研究院

阳建鸣

双月刊

1001-4632

zgtdkx@rails.cn

010-51849013；51849003

100081

北京海淀区大柳树路2号

中国铁道科学/Journal China Railway ScienceCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>> 《中国铁道科学》是由我国著名科学家茅以升先生于1979年亲自创刊、中华人民共和国铁道部主管、中国铁道科学研究院主办的综合性学术刊物，面向国内外公开发行。 办刊宗旨：服务中国铁路和城市轨道交通现代化建设，促进高水平学术研究与交流，展示先进的基础理论研究和科技创新成果，培养高层次科技创新人才。 特 色：科学、严谨、务实、求是 刊载内容：铁路及城市轨道交通运输领域关于土木工程、机车车辆、通信信号、信息技术、运输组织、材料与工 艺、环境保护、安全技术等学科的最新科学基础理论研究、科学试验、重点工程技术、产品研发等方面的优秀学术论文。 主要栏目：科学论文、博士学位论文摘要、成果简报、科技信息
正式出版
收录年代

    冰块冲击作用下CRTS Ⅲ型无砟轨道板损伤及变形数值模拟分析

    宋小林傅炫然余黄胜肖定军...
    1-14页
    查看更多>>摘要：为研究附着在高速列车底部的冰块脱落后对高速铁路轨道板等基础结构造成的冲击损伤影响,采用光滑粒子-有限元耦合(SPH-FEM)方法,利用数值模拟软件LS-DYNA建立冰块冲击CRTS Ⅲ型板式无砟轨道的动力有限元分析模型,分析冰块冲击荷载作用下无砟轨道变形和损伤特征及其演化过程,探讨冰块半径、冲击速度和冲击角度对轨道板变形和损伤的影响.结果表明:圆柱形冰块垂直冲击轨道板时,会在其表面形成碗状凹坑,最大凹陷深度位于冲击中心附近,凹坑直径与冰块直径相当,凹坑边缘分布环形裂纹;模型最大凹陷深度和失效单元个数均随冰块半径和冲击速度的增大而增大,但会随冲击角度的增大而减小,冲击角度从0°增加至15°时降低最为显著,最大凹陷深度和失效单元个数分别减小89％和80％;当冰块半径从30 mm增加至60 mm时,最大凹陷深度从0.079 mm增至0.139 mm,失效单元个数从36个增至973个;当冲击速度由40 m·s-1增至100 m·s-1时,最大凹陷深度和失效单元个数由0.014 mm和0个分别增至0.079 mm和36个.研究成果可为冰雪天气高速列车限行及轨道板寿命评估提供参考.

    高速铁路轨道板损伤变形冲击作用冰块数值模拟

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    基于交流电磁场的高铁钢轨表面裂纹无损检测研究及展望

    申嘉龙侯艳萍张晨王飞...
    15-29页
    查看更多>>摘要：针对高铁钢轨表面产生滚动接触疲劳(RCF)裂纹导致对钢轨带来危害的问题,本文分析了钢轨表面滚动接触疲劳裂纹的形成机理及扩展规律,系统归纳了高铁裂纹的无损检测与表征方法.聚焦于交流电磁场检测(ACFM)技术,重点研究了ACFM技术发展及研究现状、理论研究成果以及存在的问题,综述了ACFM技术的特点及应用,通过与其他无损检测方法进行分析比较,阐述了ACFM测量法对钢轨表面裂纹的精准量化表征的优势.结果表明:ACFM探针传感器沿45°方向扫描,通过结合ACFM信号补偿量算法可将非均匀裂纹口袋深度误差降到5.5％,垂直深度误差降到7.1％,裂纹簇误差减小到7.1％;经过人工神经网络训练对钢轨RCF裂纹尺寸进行精准表征,最终计算的误差在10％以内.进一步讨论了融合人工智能技术的钢轨表面裂纹无损检测技术的发展趋势,为后续ACFM技术对钢轨表面RCF裂纹的检测和表征研究提出相关建议和展望.

    高铁钢轨滚动接触疲劳交流电磁场表面裂纹尺寸表征无损检测

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    轮轨激励对橡胶垫浮置板轨道减振效果的影响

    李明航王文斌吴宗臻张胜龙...
    30-40页
    查看更多>>摘要：以某一组临近的普通整体道床和橡胶垫浮置板轨道为研究对象,对比测试振源加速度,同步调研上线运营列车的净运营里程,并开展车轮不圆顺测试,分析不同轮轨不平顺状态下橡胶垫浮置板轨道的减振效果.结果表明:在评价减振轨道的振动控制能力时,除了针对插入损失(或对比损失)开展客观评价外,也需要分析随着轮轨动态激励的增强是否会导致减振轨道段振动响应超过振动限值的问题;测试线路列车车轮呈现明显的7-9阶多边形磨耗特征,且随着轮轨激励的增强,Z振级相对插入损失的评价结果逐渐增大;橡胶垫浮置板轨道分频减振能力的评价结果与不同频段的激振原理直接相关,轨道扣件系统的自振频率(63 Hz)处轮轨动态激励的增加导致普通轨道的隧道壁振动响应增幅更大,该中心频率处的对比损失随着净运营里程的增加而变大.

    地铁橡胶垫浮置板轨道减振效果轮轨激励列车振动

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    收缩徐变对高速铁路斜拉桥单箱单室混合梁位移的影响及调控

    秦煜张鑫曾永平刁志帅...
    41-47页
    查看更多>>摘要：以某主跨300m的高速铁路无砟轨道混合梁斜拉桥为背景,运用Midas/Civil有限元软件建立其数值模型,进行桥塔、桥面板、箱梁等混凝土构件收缩徐变对主梁位移影响研究,并提出主梁位移调控措施.结果表明:成桥10年后,混凝土收缩徐变引起的跨中主梁向下位移共计79 mm,桥塔、桥面板、箱梁收缩徐变的影响占比在施工阶段分别为58％,32％和10％,在运营阶段分别为48％,38％和14％;跨中主梁向下位移的主要原因是桥塔和桥面板变形,混凝土收缩徐变缩小了桥塔竖向及桥面板纵桥向尺寸,改变了斜拉索锚点位置及索力,导致主梁在施工阶段和运营阶段分别产生56和18 mm的向下位移;预抬高斜拉索的桥塔锚点位置10 mm,可消除混凝土收缩徐变引起的钢梁架设初始误差;混凝土桥面板预制后存放6个月、桥塔采用低徐变混凝土、成桥后延迟90d铺轨等措施,能改善混凝土收缩徐变对单箱单室混合梁位移的不利影响,可减小跨中主梁向下位移3％～38％.

    高速铁路斜拉桥收缩徐变单箱单室混合梁位移

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    钢-混组合桥梁栓钉腐蚀疲劳失效及力学性能退化机理试验研究

    肖林黄雅茜卫星赵骏铭...
    48-58页
    查看更多>>摘要：腐蚀环境中钢-混组合桥梁的栓钉连接件可能因腐蚀-疲劳耦合作用而劣化,为此设计制作3组10个栓钉推出试件,分别进行腐蚀后的静力、疲劳性能试验和腐蚀-疲劳耦合试验,研究栓钉的腐蚀-疲劳失效及力学性能退化机理.结果表明:腐蚀作用使得栓钉抗剪刚度显著退化;腐蚀-疲劳耦合作用下栓钉疲劳寿命明显低于腐蚀后疲劳寿命;栓钉初始疲劳裂纹产生于钉杆靠近焊趾截面的剪力作用侧,以剪切裂纹扩展为主,当疲劳裂纹或腐蚀疲劳裂纹发展至约1/2栓钉直径后,栓钉在拉-剪组合应力作用下断裂;影响栓钉损伤发展速率的主要因素为荷载比、腐蚀速率及腐蚀-疲劳耦合作用;腐蚀-疲劳耦合作用下栓钉抗剪刚度退化速度大于疲劳单独作用下,抗剪刚度退化包括快速退化和缓慢退化2个阶段,前一阶段约占栓钉腐蚀疲劳寿命的20％.

    钢-混组合桥梁栓钉腐蚀疲劳失效机理性能退化试验研究

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    Ⅱ型截面双层组合梁摩擦型螺栓连接节点弯矩分配系数

    李盛贾云翔郭铮吕文达...
    59-71页
    查看更多>>摘要：为探究Ⅱ型截面双层组合梁摩擦型螺栓连接节点翼缘和腹板的弯矩比,通过对3种腹板螺栓布置形式的Ⅱ型截面双层组合梁连接节点接触面滑移特征和力学传递机理的分析,进行Ⅱ型截面组合梁螺栓连接节点弯矩分配系数研究.结果表明:组合梁摩擦型螺栓连接节点滑移和力学传力过程可分为翼缘外接触面未完全滑移和完全滑移以及翼缘内接触面完全滑移3个阶段;组合梁摩擦型螺栓连接节点接触面承担弯矩与无连接板截面弯矩之和等于该梁截面处的理论弯矩,腹板接触面承担的弯矩主要由其上的水平摩擦力承担;摩擦型螺栓连接节点接触面上的摩擦力随节点滑移而重新分配,腹板螺栓布置形式对连接节点弯矩分配系数影响明显;根据推出的组合梁摩擦型螺栓连接节点的弯矩分配系数计算式所得结果与数值模拟结果吻合良好,最大误差为7.13％,该计算可用于优化螺栓连接设计.

    Ⅱ型截面双层组合梁摩擦型螺栓连接节点滑移弯矩分配系数

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    复杂地质条件下铁路桥梁桩基通用计算方法

    廖立坚苏伟杨新安王雨权...
    72-80页
    查看更多>>摘要：为保障复杂地质环境中铁路桥梁桩基础的结构安全,进一步提升设计质量,提出一种通用的复杂特殊地质条件下桩基计算方法.选择静水、负摩阻力、膨胀土和地震液化土作为4种基本特殊地质,以桥梁桩基设计规范中的m法和单桩承载力计算式为基础,提出它们各自分别作用时的计算方法和综合作用时的耦合效应算法.结果表明:季节冻结深度线、多年冻土上限深度线、中性点深度线和急剧层深度线可作为冰、液态水、冻土、负摩阻力、膨胀土的分界线;该方法在规范基础上增加的计算步骤、计算参数和外载增量可以移植到桩基通用设计程序中,并适用于任意复杂特殊地质条件计算,可为实现该条件下铁路桥梁桩基安全、高效、精细化的计算提供支持.研究成果应用于铁路桥梁设计中,节省桩长约5％、桩身配筋约4％.

    铁路桥梁复杂地质桩基计算冻土上限耦合效应

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    大跨度铁路桥附属构件对不同宽高比矩形断面涡振性能的影响

    黄林董佳慧王骑廖海黎...
    81-89页
    查看更多>>摘要：在已建成的大跨度鳊鱼洲长江大桥原设计宽高比为6.7∶1的四线铁路桥矩形箱型主梁断面的基础上,通过调整断面宽高比,设计宽高比为4∶1的二线铁路和宽高比为9∶1的六线铁路桥矩形箱梁断面.通过节段模型风洞试验,在0°,±3°和±5°风攻角的均匀来流下,对以上3种常用二线、四线和六线铁路桥矩形箱梁断面与对应相同宽高比纯矩形断面之间的涡振特性关系,以及铁路桥附属构件对不同宽高比矩形断面涡振性能的影响进行研究.结果表明:在宽高比分别为4∶1和6.7∶1的矩形断面上布置铁路桥附属构件能增大断面在负风攻角下的涡振振幅,在-5°风攻角下竖向涡振振幅增大率高达277.5％,但对正风攻角下的涡振响应起到一定的抑制作用,而在宽高比为9∶1的矩形断面布置六线铁路桥附属构件则能明显增大该断面在各风攻角下的涡振振幅,其扭转涡振振幅增大率均在48.3％以上;铁路桥附属构件对矩形断面涡振性能的降低作用随着断面宽高比的增大而提升,针对气动外形较钝的二线和四线铁路桥箱梁,可参考相似宽高比矩形断面涡振特性,并重点考察箱梁在负风攻角下的涡振响应,而针对宽高比较大的六线铁路桥箱梁,由于附属构件影响较大,参考相似宽高比矩形断面涡振特性的意义较小,均应详细研究其在各风攻角下的涡振性能.

    大跨度铁路桥钢箱梁节段模型宽高比矩形断面附属构件涡振性能风洞试验

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    基于离散-连续耦合的岩溶隧道防突岩体安全厚度预测

    晏启祥刘琛尧孙润方王绪...
    90-100页
    查看更多>>摘要：为有效预防岩溶隧道施工中的突涌水灾害,首先,调研近年来国内岩溶隧道突涌水典型案例,总结隧道突涌水形成机理及其影响因素;其次,建立离散-连续耦合模型并采用多元回归理论的方法,明确防突岩体破坏的判定准则,划分岩溶隧道防突岩体破坏模式并提出裂缝发育规律;然后,基于对防突岩体最小安全厚度造成影响的各因素,针对溶洞位于隧道上方、下方及侧方3种情况分别建立防突岩体最小安全厚度预测计算式;最后,依托德庆隧道工程进行验证.结果表明:防突岩体破坏模式主要有弯折破坏、整体剪切破坏和复合破坏3种,可基于裂隙发展速度将其破坏过程分为初始阶段、快速发育阶段、平缓发育阶段3个阶段;各因素按影响显著程度由大到小依次为溶腔内水压、围岩黏结参数、溶腔跨度、溶腔高跨比和隧道埋深;计算得到德庆隧道3处施工段的防突岩体最小安全厚度分别为2.964,5.263和0.961m,突涌水评估结果准确.防突岩体最小安全厚度预测计算式可用于预测并评估岩溶隧道突涌水风险.

    岩溶隧道离散-连续耦合模型防突岩体破坏模式安全厚度

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    大盾构管片最不利上浮状态下三维形变特征模型试验方案设计

    李明宇王越李庆民陈健...
    101-112页
    查看更多>>摘要：隧道施工期管片所受浆液浮力并非恒定,壁后浆液压力的不均匀分布会导致管片变形和隧道环的位错损伤.为减弱或避免因管片上浮造成的结构病害,通过自主设计研发一种考虑千斤顶水平推力、围岩压力以及同步注浆上浮力作用的管片三维加载模型试验系统,对大直径管片最不利上浮状态下的瞬时变形进行分析.试验装置由围压加载装置和非均布上浮力加载装置组成,可实现单点或多点同步加卸载;模型试验采用不同刚度弹簧模拟上浮期隧道与地层之间的相互作用;根据相似理论对管片模型和连接螺栓进行精细化设计和加工;根据实际工程中试验段的围压对模型围压初始值进行换算,并将动、静态上浮力相结合,提出更符合工程实际的盾构隧道横、纵向上浮力分析模型.结果表明:在拱底非均布上浮力的作用下,拱底竖向位移和收敛变形沿纵向均近似呈对数正态分布,其最大值均出现在脱出盾尾后第3环;各环管片的收敛变形与拱底竖向位移近似呈线性关系,斜率介于0.63～1.49之间;模型试验结果与实测数据相吻合.研究成果可为盾构隧道管片抗浮设计和施工提供一定的技术支持.

    盾构隧道管片上浮三维形变模型试验非均布上浮力

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