期刊,中国铁道科学 2024年卷5期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

中国铁道科学

中国铁道科学研究院

主办单位：中国铁道科学研究院

主　　编：阳建鸣

出版周期：双月刊

国际刊号：1001-4632

电子邮箱：zgtdkx@rails.cn

电　　话：010-51849013；51849003

邮政编码：100081

地　　址：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

气候变化影响下多年冻土区铁路路基热稳定性分析

闫宏业蔡德钩答治华张先军...

1-12页

查看更多>>摘要：全球气候变暖加剧了青藏高原气候暖湿化,威胁着高原铁路路基及下伏多年冻土的热稳定性,但以往研究缺乏综合考虑铁路沿线气候、多年冻土及路基稳定性的系统分析.针对这一研究的不足,基于铁路沿线气象和多年冻土路基地温监测数据,分析铁路沿线多年冻土区气温降水、天然场地年平均地温与天然上限、路基人为上限及路基左右路肩沉降变化,揭示气候暖湿化背景下铁路多年冻土路基热稳定性变化,为多年冻土区铁路建设和维护提供参考.结果表明:近20年来,铁路沿线年均气温和年均降水量的平均值分别增加了1.2 ℃和80 mm;相较于2007年,2020年铁路沿线天然场地多年冻土年均地温平均升高0.1 ℃,多年冻土天然上限平均下降0.58m,路基人为上限平均抬升2.34m,路基左路肩平均沉降大于右路肩,存在阴阳坡效应.整体而言,铁路多年冻土路基状态稳定,运行状态良好,建设运营期间采取的一系列工程措施有效,但面向未来气候加剧变化趋势,应提前谋划多年冻土保护新技术.

关键词：

高原铁路气候变化多年冻土冻土上限阴阳坡效应地温监测

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维普
万方数据

Cr和Si含量对重载铁路用75kg·m-1U77MnCrH钢轨组织与性能的影响

金纪勇王冬于海鑫桂林...

13-21页

查看更多>>摘要：为开发适应重载铁路用高强韧、高硬度耐磨钢轨,按照C-Si-Mn-Cr成分设计体系进行U77MnCrH钢轨钢的成分设计和中试试验;基于中试试验的组织性能,筛选出组织性能较好的试验钢进行75 kg·m-1 U77MnCrH钢轨试制试验;使用金相显微镜、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、万能拉伸试验机及硬度计对75kg·m-1U77MnCrH钢轨试样进行组织性能分析.结果表明:随着Cr含量由0.26％增加到0.38％,钢轨钢试样中珠光体片层间距由165 nm减小到146 nm,抗拉强度和硬度均有提高,屈服强度Rp0.2与断后伸长率均有降低;随着Si含量由0.25％增加到0.45％,珠光体片层间距由165 nm减小到132 nm,断后伸长率和硬度均有提高,屈服强度Rp0.2明显增加,抗拉强度变化不大;0.45％的Si配合0.26％的Cr获得的钢轨珠光体更加均匀细小,片层间距分布更加均匀,力学性能与硬度匹配更好,抗拉强度达到1 258 MPa,屈服强度Rp0.2达到845MPa,断后伸长率达到13.0％,轨头顶面硬度达384 HBW,横断面硬度介于36.2～38.8 HRC.75 kg·m-1 U77MnCrH钢轨的各项指标对生产实践具有较强的参考价值.

关键词：

重载铁路75kg·m-1U77MnCrH钢轨透射电子显微镜万能拉伸试验机珠光体

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万方数据

基于WebGL的高铁路基监测展示平台研究与应用

朱丹蒋关鲁赵鑫辉刘小丫...

22-34页

查看更多>>摘要：随着铁路行业加速向数字化、智能化、信息化转型,传统路基建、运、维监测中的数据管理方法和可视化水平已无法满足未来发展的需求.为解决这一困境,提出1套基于3层浏览器/服务器(Browser/Server,B/S)架构的高铁路基监测展示平台总体构建方案,以实现监测数据和工程数据的高效集成;使用Revit软件建立传感器实体模型,基于工业基础类(Industry Foundation Classes,IFC)标准实现传感器属性信息扩展,以Java语言为中介实现IFC文件与MySQL数据库表的精准映射,并通过设置约束关联其他工程信息;利用建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)软件创建集成传感器的高铁路基模型,通过轻量化处理并利用Three.js引擎实现该模型在网页端的可视化展示;通过进一步关联传感器模型和数据库中的监测信息,实现监测数据的实时展示和超限示警定位功能.结果表明:该展示平台的建立可帮助相关人员快速掌握监测项目资料,动态精准评估建、运、维过程中路基的状态,从而达到促进各方交流协作和辅助决策实施的目的.

关键词：

高铁路基监测展示平台可视化BIMThree.js引擎数据映射

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维普
万方数据

基于改进DTW算法的轨道几何动态检测数据里程偏差校准方法研究

陶凯尹辉张洋田新宇...

35-44页

查看更多>>摘要：高速铁路轨道几何动态检测数据的绝对里程偏差校准是准确评估轨道几何状态与深入研究轨道几何状态演变规律的基础.针对当前检测数据绝对里程偏差校准精度不足的问题,提出1种线路曲线台账辅助的检测数据绝对里程精细校准方法,通过2种动态时间规整(DTW)变体算法实现检测数据里程的精确校准.首先,使用导数动态时间规整(D-DTW)算法进行检测数据与线路曲线台账数据的粗匹配,实现检测数据的自动分段;然后,采用图形动态时间规整(Shape-DTW)算法实现分段后检测数据中超高通道数据和线路曲线台账数据中的曲线特征点的精准对齐;最后,将线路曲线台账中曲线特征点的准确里程一一对应赋值给检测数据中超高通道数据的曲线特征点,实现对轨道几何动态检测数据绝对里程偏差的精细校准.通过在我国某高速铁路轨道几何动态检测数据集上进行的测试,结果表明:该方法提取的曲线长度误差最大不超过0.8％,校准后同一线路行别区段的多次检测数据在左高低通道数据相关性指标均优于校准前,因而该校准方法是有效性的.

关键词：

高速铁路轨道几何绝对里程偏差校准里程偏差曲线特征点动态时间规整

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维普
万方数据

三维周期有砟轨道结构弹性波传播特性及波叠加法试验验证

耿明婧赵才友张鑫浩汪叶舟...

45-55页

查看更多>>摘要：为探究高速铁路有砟轨道结构中的弹性波波动行为,基于周期结构理论,采用广义平面波展开法,建立包含道砟在内的三维周期有砟轨道结构模型.然后,进行波叠加法的推导,从试验的角度反演弹性波的传播规律,验证三维轨道模型的正确性.在此基础上,计算并分析结构的能带分布以及道砟结构参数对轨道结构弹性波传播的影响.结果表明:广义平面波解析法与波叠加试验方法得到的能带分布结果基本吻合,所采用的方法正确可靠;三维有砟轨道低频阶段存在0～62,63～138,160～169和181～224Hz共4个局域共振带隙;道砟对轨道结构频散特性的影响主要集中在低频阶段,提高道砟剪切刚度会增强结构在带隙频段内的衰减能力,剪切刚度从50 kN·mm-1增至90kN·mm-1,频带隙的总宽度则从180 Hz减至170 Hz,带隙宽度减小率不断提高;道砟参振质量主要影响2阶、4阶带隙的宽度,单个道砟参振质量考虑为500kg时低频带隙宽度最大,对振动的衰减量也最大,而当它从500kg增至800 kg时低频带隙总宽度则减小8.9 Hz.

关键词：

高速铁路有砟轨道结构弹性波带隙广义平面波展开法波叠加法

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万方数据

钢轨铝热焊接过程传热传质行为计算流体力学数值分析

翟明宋宏图罗国伟任金雷...

56-66页

查看更多>>摘要：铝热焊在道岔焊接、既有线钢轨维修与断轨抢修中有着广泛的应用.由于铝热焊过程的封闭性,其温度与材料流动难以通过试验的方式进行测量.为此,运用计算流体力学的方法,采用k-ε湍流模型,结合流体体积法,并考虑液态金属的重力、浮力、表面张力与马兰戈尼效应,建立数值分析模型,对浇注和冷却过程不同时刻的传热传质行为进行定量分析,通过相分布特征研究凝固顺序,为后期优化浇注体系、构建新焊剂成分和砂型型式提供基础数据.结果表明:浇注过程中空气被裹挟进入熔池,浇注时间约为11 s,接头冷却至固相线1641K以下的时间约为58 s;浇注开始后,不同区域最大温差约为1 400 K,高温区位于轨底,低温区位于轨头;随着浇注的进行,轨头温度升高,轨腰温度先升后降,轨底温度降低;在浇注的最后阶段,不同区域温差缩小,最大约为400K,高温区位于轨头,低温区位于轨底;在冷却过程中,轨头温度始终最高,轨底温度始终最低,按照轨底、轨腰、轨头的顺序发生凝固.

关键词：

铝热焊接钢轨传热传质计算流体力学数值分析

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万方数据

基于正交编解码的钢轨探伤数据信噪比提升研究

梅田张玉华张世红李忠...

67-76页

查看更多>>摘要：超声波检测作为钢轨探伤的重要手段已得到广泛应用,但使用传统超声发射接收技术会因幻象波和换能器串扰而造成超声探伤检测数据信噪比较低.为此,基于幻象波和换能器串扰的影响机理,并根据超声换能器压电晶片激发超声波频率与加载换能器压电晶片高压脉冲激励频率相同的特点,研究双拍正交编解码技术,即采用正交频率的高压脉冲激励信号作用于超声换能器压电晶片以产生频率正交的超声发射信号,通过对应的解码方式实现幻象波和换能器的串扰抑制,以达到提高探伤检测数据信噪比的目的;通过搭建超声系统试验平台,完成对国标伤损探伤A显、B显试验数据分析.结果表明:对于A显数据,双拍正交编解码技术对幻象波和换能器串扰的抑制作用强于对伤损回波信号抑制作用,平均抑制比为10.39 dB;对于B显数据,采用双拍正交编解码模式时伤损检出率为100％,对幻象波和换能器串扰消除亦为100％;相较于传统超声发射接收模式,采用双拍正交编解码的超声发射接收技术可在不影响伤损检出率的前提下,消除幻象波和换能器串扰影响,提高超声探伤检测数据信噪比,减少伤损误判漏判.

关键词：

钢轨探伤双拍正交编解码幻象波换能器串扰伤损报警

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万方数据

多年冻土区铁路桥梁桩基础竖向承载特性分析

张熙胤刘宁宁蔡德钩闫宏业...

77-89页

查看更多>>摘要：为研究多年冻土区铁路桥梁桩基础在竖向荷载作用下的承载性能及荷载传递机理,以多年冻土区广泛存在的高桩承台基础为研究对象,通过室内缩尺模型试验结合有限元方法分析桩基础几何尺寸和多年冻土温度对桩基础竖向承载性能的影响.结果表明:增加桩长能减小桩基础的沉降量并提高桩基础的极限承载力,桩长从1.5 m增至3.0 m过程中,每增加0.5 m,桩基础极限承载力分别增加41％,23％和15％,且能够减小桩基础端承力及其占比,但对桩基础的轴力、桩身应力和侧摩阻力的分布规律影响较小;多年冻土的存在对桩基础承载性能的提升更为显著,其中侧摩阻力发挥重要作用,且多年冻土的温度越低,其提升效果越明显,在多年冻土层温度为-5和-9℃时,桩基础的极限承载力分别为125.9和199.5kN,相较于融土条件分别提升了2.98和5.31倍;桩基础在多年冻土层中的最大侧摩阻力分别约为300和500kPa,是上部融土层的2.1和3.5倍;在上部融土层和多年冻土层的交界处桩身轴力、侧摩阻力、土体应力均发生明显变化.

关键词：

桩基础多年冻土承载特性缩尺模型室内试验有限元分析

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大跨度公铁合建斜拉桥钢混板-桁组合梁关键节点空间受力特性

施洲赵旭泼周勇聪刘振标...

90-100页

查看更多>>摘要：针对大跨度公铁合建斜拉桥—主跨808 m洪奇沥特大桥新型钢混板-桁组合梁的关键节点—辅助墩顶钢混节点,采用ANSYS软件建立钢桁-混凝土板组合梁部分节段细化的全桥多尺度有限元模型,分析边跨组合梁节点在受力最不利工况下的受力规律及传力特性,并讨论下弦杆等杆件截面等结构参数变化对节点受力、传力的影响规律.结果表明:最不利组合工况下,边跨组合梁辅助墩顶钢混节点处钢结构最不利Mises应力为265.9 MPa,混凝土局部最大名义拉应力为9.2 MPa,导致局部开裂而受力转移至钢结构;在辅助墩顶局部负弯矩影响下,内外节点板处应力总体呈"倒V"形分布,混凝土顶面及底面分别呈"鞍形"及"倒鞍"形分布;节点处下弦杆(含管内混凝土)、竖杆分别传递77.86％和40.15％荷载,为纵向、竖向主要传力构件;混凝土桥面厚度变化对自身应力影响明显,其厚度和下弦杆截面面积对纵向传力比影响大,竖杆截面面积对自身竖向传力影响相对明显;混凝土厚度及下弦杆、斜腹杆、竖杆截面为节点受力、传力的主要影响因素,其系数在0.8～1.1时,组合梁关键节点各构件应力及传力比均较为合理.

关键词：

公铁合建斜拉桥钢混板-桁组合梁关键节点受力特性传力机理

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万方数据

氯盐腐蚀环境下波形腹板钢箱组合梁疲劳性能试验研究

张紫辰张豪宁鑫

101-109页

查看更多>>摘要：为揭示氯盐腐蚀环境下波形腹板钢箱组合梁的疲劳性能,设计制作2片简支组合箱梁缩尺模型,分别进行常幅和分级变幅疲劳试验,研究未腐蚀和腐蚀模型梁的疲劳性能,基于非线性损伤理论进行波形腹板钢箱组合梁的疲劳损伤及疲劳寿命预测.结果表明:未腐蚀和腐蚀组合箱梁在经历200万次常幅循环加载后均未发生疲劳破坏,疲劳荷载引起的弯曲附加变形随加载循环次数的增加而增大;弯矩作用下组合梁满足"拟平截面假定";未腐蚀梁和腐蚀梁分别经历了314.6万次和288万次分级变幅循环加载后发生疲劳破坏,试验梁底板与左右两侧腹板焊缝折角处是该类组合箱梁的疲劳易损部位;考虑多级变幅荷载相互作用影响的改进Corten-Dolan模型能够较好地预测波形腹板钢箱组合梁的疲劳寿命,且多级变幅荷载之间的相互作用对结构疲劳寿命的影响随腐蚀程度的增大而减小.

关键词：

波纹腹板钢箱组合梁氯盐腐蚀疲劳性能疲劳损伤疲劳寿命疲劳试验

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