- 李国芳;李宏洲;马理超;吴少培;李得洋;高全福;
为研究路基不均匀沉降区段扣件关键参数的合理取值，针对既有研究轮轨之间高频冲击效应考虑不足的问题，基于有限元与多体动力学方法，考虑车轮扁疤病害，建立考虑轨道结构层间脱空的车辆-轨道-路基耦合系统动力学模型，探究路基不均匀沉降区段扣件系统刚度与阻尼参数的合理取值。研究结果表明：无扁疤病害时，较低的扣件刚度可获得优良的轮轨接触特性；当出现扁疤病害时，低刚度扣件难以抑制扁疤病害产生的轮轨高频振动效应，较高的扣件阻尼可有效衰减轮轨产生的高频冲击能量，设置沉降高发区段扣件刚度最高限值为40 MN/m、扣件阻尼最低限值为20 kN·s/m可有效减缓轮轨病害的产生及发展。研究结论以期为沉降高发区段扣件参数的合理取值提供参考。
2025年10期 v.47;No.336 33-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 6012K] [下载次数：418 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] - 武振锋;周洋;安乐;刘万露;
为减小高速列车转向架区域的局部气动阻力，进而达到降低能耗的目的，以流线化和安装导流板的方式，分别对动车、拖车的转向架区域进行气动外形优化设计。采用基于SST k-ω模型的RANS方法，通过建立计算模型、设定计算区域、划分网格、确定边界条件等步骤，分别以安装传统转向架和流线型转向架(含导流板)的高速列车为研究对象，模拟计算2种模型明线条件下转向架区域的局部阻力、车体阻力、总阻力，从转向架区域的流场结构变化分析流线型转向架与导流板结合后的气动减阻机理，并对比说明2种模型的尾部流场差异。研究结果表明：在列车底部安装流线型转向架和导流板后，转向架区域正压面积减小，负压面积增大，压力场改变使转向架区域的气动阻力降低比较明显。当列车速度为200～400 km/h时，中间车减阻效果相对最好，平均减阻率达到19.8%,头车、尾车的减阻率分别为8.8%、7.0%,整列车的平均减阻率为10.8%。此外，受流线型转向架和导流板的引流作用，列车尾部流场也出现明显变化，不仅近尾流区的滑流速度降低，而且尾涡位置也逐渐向下偏移。
2025年10期 v.47;No.336 45-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 4408K] [下载次数：487 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：9 ] - 姬程翔;杨广雪;刘闯;梁方正;李琪;
以动车组设备舱底板疲劳强度可靠性为研究对象，基于线路实测数据分析和有限元数值模拟相结合的方法开展研究。根据设备舱底板关键部位的线路动应力数据，探究列车速度和运行方向对底板应力的影响规律；通过对底板模态特性和气动特性进行仿真研究，获得列车运行时底板测点的压力随运行时间的变化历程，并对底板开展瞬态动力学分析。结果表明：动车组设备舱底板动应力随着速度的增大而增大，速度300 km/h下等效应力为速度200 km/h的3～5倍；头车的动应力幅值远大于尾车，头车的等效应力为尾车的2倍；动车组运行过程中产生的气动载荷激发的底板模态振动，是造成底板疲劳强度不足的主要原因。
2025年10期 v.47;No.336 54-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 2641K] [下载次数：10 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 郝晓莉;樊志兴;杨飞;王剑;
车体振动加速度表征轮轨相互作用动力学响应，是评估轨道局部缺陷和长期性能演变的敏感指标。提出一种改进的FEDformer深度学习模型，实现从轨道几何参数到车体振动加速度的预测。研究采用中国高速铁路综合检测列车实测数据，输入包括8维轨道不平顺参数及列车运行速度，输出为车体垂向、横向振动加速度。针对轨道-车辆系统的复杂耦合特性，设计不等长序列处理方式、数据维度扩增方法，通过频域注意力机制增强波长敏感性，以提升垂向、横向振动的预测精度。跨线路、跨车型验证结果表明，相较于业界方法，本模型使垂向振动预测相关系数提升1.29%～14.77%,横向振动预测相关系数显著提高3.89%～31.01%。研究成果为轨道状态评估提供新的技术手段，为轨道养护决策提供科学依据。
2025年10期 v.47;No.336 62-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1762K] [下载次数：28 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 向超群;范子寅;李兆龄;成庶;杜京润;于天剑;
为降低城轨列车牵引过程中的电能消耗，提出一套基于牵引力动态分配的节能优化方案。建立列车动力学模型和牵引效率模型；将目标速度曲线和载客量代入动力学模型，计算列车实时所需的整车牵引力；根据牵引效率模型提出牵引力动态分配策略，将整车牵引力分配到各节动车。牵引力动态分配策略先离线完成牵引力分配方式寻优以及决策表编写，再基于决策表在线完成牵引力分配，既可保证寻优精度，又能满足列控系统对信号传递的实时性要求。为检验节能优化方案效果，设计一个仿真测试程序用于模拟列车自动驾驶系统(ATO)和中央控制单元(CCU)的牵引控制流程，并以长沙地铁6号线的三段区间为算例进行仿真分析。仿真结果显示，节能优化方案明显提高列车牵引效率，最多可降低10.41%的牵引能耗。
2025年10期 v.47;No.336 70-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 2766K] [下载次数：421 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：3 ] - 张灵;胡均平;闫俊强;刘潇;
为全面了解铁路线路上各种污物对铁路运营造成的危害及解决措施，从清洁技术原理、结构设计、作业方案三方面，对国内外铁路道床清洁装备和技术进行梳理，阐明各种清洁技术适合的工况，重点探讨气固两相流技术的应用。研究结果表明：铁路清洁车辆的开发具有明确的针对性，需依据不同线路和污物对象，采用合适的清洁技术和方案；将机械刷扫与吹吸技术结合，可适用于铁路道床表面各种污物和工况；对于采用气力输送技术的车辆，利用计算流体力学方法对工作装置内部流场进行数值模拟研究，优化气力输送系统结构和作业参数，可以提高吸尘效率。
2025年10期 v.47;No.336 81-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 2795K] [下载次数：305 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ]
- 肖乾;杨逸航;昌超;林凤涛;章治;
为改善高速列车直向过岔时车体横向加速度超限问题，针对磨耗道岔钢轨廓形开展优化研究，通过仿真验证优化廓形对车辆运行性能的影响，并应用于实际打磨施工。研究结果表明，道岔不同位置存在差异化磨耗，导致车辆通过道岔时等效锥度波动显著，进而引发车体横向加速度超限现象。研究采用GA-NURBS曲线拟合道岔钢轨关键断面磨耗廓形，确定钢轨廓形型值点后，基于PSO-BP-NSGAⅡ智能算法对型值点进行优化，最终求解得到优化廓形。车辆-道岔耦合动力学模型仿真结果显示，当车辆以300km/h速度通过优化廓形时，与磨耗廓形相比，轮轨横向力、垂向力分别降低67.32%、3.11%,脱轨系数降低55.55%,车体横向加速度、垂向加速度分别降低49.24%、33.79%;在不同速度条件下，车辆通过优化廓形时的各项动力学参数均小于磨耗廓形，且优于全新廓形。基于优化廓形实施现场打磨后，连续10周监测未出现车体横向加速度报警现象。因此，磨耗道岔钢轨打磨廓形优化可有效改善车辆运行性能。
2025年10期 v.47;No.336 124-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 3458K] [下载次数：27 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 刘维正;郜凤龙;闫宏业;黄轩嘉;谭际鸣;
为研究湿化作用下路基刚度衰减特征及其对轨道附加不平顺的影响，开展不同含水率、压实度和水泥掺量下红黏土无侧限抗压强度与回弹模量试验，揭示含水率对压实改良红黏土路基刚度的影响规律，构建路基土回弹模量与无侧限抗压强度的经验关系，并结合Kerr地基模型建立考虑路基湿度变化的轨道-路基变形映射计算方法，采用数值模拟验证了其可靠性，随后采用该方法分析了路基湿化效应对钢轨附加变形、层间作用力与脱空量的影响。结果表明：含水率从22%升至28%时，红黏土无侧限抗压强度与回弹模量急剧下降，衰减幅度分别达60%和50%;经压实与水泥改良处理，红黏土的强度与刚度大幅提高，且增幅随含水率的增大逐渐减弱；含水率高于22%时，钢轨附加变形逐渐增大，含水率增加到26%时，钢轨附加变形呈指数型增加趋势；而水泥掺量的提高抑制了轨道结构的附加变形；轨道-路基接触力与扣件作用力随路基刚度的变化趋势相似，含水率从22%增加到28%时，扣件力最大增幅达60%,轨道-路基接触力最大增幅达130%;路基湿化幅度超过4%会导致支承层底部最大脱空量显著增大。研究成果可为多雨地区高速铁路路基长期性能评价和耐久性设计提供参考。
2025年10期 v.47;No.336 134-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 3586K] [下载次数：297 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：10 ] - 王瑜鑫;蔡德钩;闫宏业;朱丙龙;刘晓贺;毕宗琦;
针对普通热棒在多年冻土地基制冷时的工作状态受外界气温影响导致制冷效果不稳定的缺陷，在青藏铁路某区间内的多年冻土地基开展新型全季热棒的现场制冷效果研究。对布置在铁路路基坡脚的不同功率全季热棒的制冷效果进行现场监测，分析全季热棒对高温极不稳定冻土的降温能力；通过稳态热传导理论分析，提出一种计算全季热棒有效制冷半径的方法；通过仿真分析，量化计算全季热棒工作过程中的有效制冷量；提出提升全季热棒制冷效率的改进措施。研究结论表明：全季热棒的制冷效果受环境温度影响小，能够快速显著降低高温极不稳定多年冻土的温度，制冷装置的功率越大，制冷效果越好，实测80 d扩散半径达2.0～2.5 m;全季热棒有效制冷量约为设备额定功率的45%,研究结果为保护多年冻土提供新的技术支撑。
2025年10期 v.47;No.336 146-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 2853K] [下载次数：35 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 蔡勇;潘焰琛;
除垂直振动外，铁路桥梁上列车往往偏离桥梁横截面中心线行驶，也会导致桥梁产生横向和扭转振动；已有研究大多聚焦于桥梁竖向振动，对弯曲-扭转耦合振动理论的研究相对匮乏。为解决这一问题，提出一种用于分析列车荷载作用下薄壁铁路桥梁弯曲-扭转耦合振动的闭合解方法。将列车简化为两个具有恒定间隔的车轮载荷子系统叠加的移动荷载列模型，基于弗拉索夫的薄壁梁理论，建立桥梁振动微分方程。使用Fourier正弦变换、Laplace-Carson变换及其逆变换求解桥梁振动微分方程，得到列车荷载作用下薄壁梁横向弯曲-扭转耦合响应。验证闭合解可靠性后进一步开展参数分析，可得以下结论：附加扭转力矩在薄壁梁扭转振动中起重要作用；梁的弯曲-扭转耦合响应幅值随速度、车桥比增大表现出类似正弦波的形式逐渐变大；列车轴载增大会引起响应增大，当荷载等级从250 kN增加到300 kN时，梁扭转和横向振动幅值均增加20%。
2025年10期 v.47;No.336 154-161页 [查看摘要][在线阅读][下载 1985K] [下载次数：172 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 沈林白;蒲黔辉;李灵锐;陈新国;曾玉龙;王涵玉;
为构建面向铁路桥梁的易损性快速评估模型，以国内铁路桥梁为参考设计制作9组缩尺比为1∶8的圆端形铁路桥墩，使用OpenSees构建考虑粘结滑移效应的纤维截面桥墩模型和全桥动力有限元模型，使用耐震时程动力分析建立概率地震需求模型，通过响应面方法对概率地震需求参数进行拟合，研究各参数对桥墩抗震性能影响。研究结果表明：通过二项式响应面方法构建面向概率地震需求参数的数值计算模型具有很好的回归表现，决定系数R~2在0.97以上；增加配筋率和配箍率均能降低桥墩易损性，提升桥墩震后通行能力和抗震性能；增加剪跨比桥墩损伤先减后增，桥墩震后通行能力先增后减，铁路桥墩抗震设计时需注意剪跨比的合理取值。
2025年10期 v.47;No.336 162-174页 [查看摘要][在线阅读][下载 5295K] [下载次数：39 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：6 ] - 冷钰;伍丹;蒋友宝;蔡超皝;
我国高速铁路桥梁的设计标准较高，常用的预应力混凝土简支箱梁存在一定优化空间。考虑材料性能、几何尺寸及荷载等参数的不确定性，建立基于可靠度理论的高速铁路简支箱梁优化设计方法十分必要。以32 m高速铁路预应力混凝土简支箱梁为研究对象，同时考虑抗弯和抗剪承载能力失效模式，建立承载能力可靠度优化模型，提出基于三阶矩法(TM)和序列二次规划算法(SQP)的可靠度优化设计方法，开展梁高与钢绞线总面积的优化设计。研究结果表明：所提方法能够避免传统可靠度优化方法中反复迭代求解设计点或最可能目标点的问题，提高了计算效率；优化后的箱梁工程造价降低约29.26%,具有良好的经济性。研究结果可为高速铁路箱梁优化设计提供理论依据。
2025年10期 v.47;No.336 175-182页 [查看摘要][在线阅读][下载 1343K] [下载次数：13 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 史雨安;汪刚;周世军;刘纲;周操;陈晨;
为研究梗腋对混凝土箱梁畸变效应的影响，在能量变分法的基础上，提出一种新的可以分析有梗腋箱梁的畸变分析理论，推导出畸变单元刚度矩阵，建立适用性更强的有限梁段法。算例分析结果表明：梗腋能显著限制箱梁畸变，畸变纵向翘曲应力最高可减小29%,畸变角最高可减小40%,横向最大弯曲应力最高可减小22%;本文方法解与有限元解吻合良好，精度比等效厚度法解整体提升10%以上。最后利用本文方法和实体有限元法对某铁路连续刚构桥在选定荷载工况下的畸变效应进行分析，进一步验证本文方法的正确性，并为混凝土箱梁畸变效应研究提供理论基础与工程借鉴。
2025年10期 v.47;No.336 183-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 3240K] [下载次数：148 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：5 ] - 江学辉;章锦艳;柴天建;颜建伟;胡瑞奇;
当前实际隧道边界约束条件复杂，对既有隧道纵向力学性能的研究，忽略隧道等效抗弯刚度变化的影响，从而影响盾构隧道力学性能的准确计算。为快速准确地评估下穿隧道对既有隧道纵向力学性能的响应，在隧道管片接缝处建立纵向垂直压力和弯矩耦合作用下的隧道刚度理论计算模型；在Pasternak-EB理论基础上建立纵向压力作用下的隧道变形控制方程，并结合两阶段法计算盾构下穿引起的附加荷载；形成零空间矩阵方程并采用零空间法(NSM)求解盾构隧道纵向力学性能，且同时考虑纵向垂直压力引起隧道刚度变化的迭代计算；通过模型试验、经典等效抗弯刚度理论和实测结果验证了所提计算模型的可靠性。研究结果表明：考虑纵向垂直压力引起隧道刚度变化迭代计算的隧道沉降变形值更接近实测值；隧道纵向等效抗弯刚度由隧道中心向隧道两端呈非线性增加的纵向变化规律，且盾构下穿对隧道刚度影响范围为隧道外直径D的6.5倍；隧道沉降变形和管片接缝张开量与纵向压力呈反相关性，无纵向垂直压力的沉降变形值是均质隧道沉降变形值的1.44倍；隧道纵向弯矩和剪力与纵向压力呈非线性正相关性。该理论揭示了盾构隧道工后沉降和承载力降低的原因，且可快速合理评估盾构下穿对既有隧道的影响，为盾构下穿既有隧道的设计和变形控制提供理论依据。
2025年10期 v.47;No.336 193-203页 [查看摘要][在线阅读][下载 2341K] [下载次数：10 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 侯斐斐;吴柄啸;罗享寰;王艳辉;樊欣宇;
交通建设的隧道工程大幅度增多，衬砌病害检测对于隧道的安全运行至关重要。针对探地雷达(GPR)实测数据采集环境复杂和数据量稀缺导致目标识别困难等问题，提出一种基于深度最近邻神经网络的小样本学习算法DCDN,以对脱空、不密实、空洞三种隧道衬砌病害的GPR图像进行分类。所提算法取消了神经网络的全连接层，将卷积结果定义为局部描述子，作为图像的特征信息；在此基础上，设计分类模块，通过比较近邻局部描述子的相似度完成分类。为解决数据集稀缺问题，构建脱空、不密实、空洞小样本学习数据集FSL-CUV,用于对DCDN进行迁移学习训练。在相同实验条件下，与CAN、ProtoNet和RelationNet三种深度学习模型进行比较，所提算法分类平均准确率达到75.96%,远高于其他模型。测试Conv64F、ResNet12、ResNet18三种主干网络，DCDN在最简易的Conv64F下准确率仍能达到71.698%,单张图像处理时间下降至0.005 s。DCDN模型具有较高的分类准确率且支持不同的主干网络，可为实际工程中隧道衬砌病害实时分类提供参考。
2025年10期 v.47;No.336 204-211页 [查看摘要][在线阅读][下载 1658K] [下载次数：73 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 黄大维;江强波;邱传荣;李庆;郑凯丽;
盾构隧道在受到如地震、地层变形和工程活动等外部因素影响时，其在纵向上将发生不均匀沉降，导致管片环缝张开，进而危及隧道运营安全。为研究盾构隧道环缝弯螺栓接头在拉伸过程中的受力变形特征及破坏过程，开展1∶1管片环缝接头拉伸试验，分析在逐级加载过程中管片混凝土的应变情况、螺栓受力状态和接头最终破坏模式等。结果表明：环缝弯螺栓接头受拉破坏过程中，弯螺栓发生纵向拉伸变形和横向绷直变形，环缝接头破坏时弯螺栓已进入屈服阶段，弯螺栓在接缝处绷直明显；环缝弯螺栓接头最终破坏时，管片接缝面和内弧面混凝土开裂，管片内弧面与接缝面的棱角处混凝土向管片内凹侧发生径向受拉破坏，内侧分布钢筋及螺栓孔螺旋钢筋均裸露可见；盾构隧道环缝接头拉伸破坏试验过程中，管片内弧面邻缝处出现裂缝时对应的顶推力为282.87 kN,管片接头拉伸破坏且环缝附近混凝土脱落时对应的顶推力为322.15 kN;环缝弯螺栓接头最终发生受拉脆性破坏，基于环缝弯螺栓接头的破坏机理与特性，提出相应的管片优化配筋方式，即在螺栓孔位置增加箍筋。
2025年10期 v.47;No.336 212-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 2103K] [下载次数：31 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] 下载本期数据