- 马帅;刘秀波;张彦博;陈茁;赵东全;
轨道几何状态科学评估对保障高速铁路列车平稳、安全运行具有重要意义。基于高速综合检测列车多次检测数据,利用卷积神经网络、注意力模块和长短时记忆网络,分别学习数据的波形特征、注意力权值、长距离空间依赖关系特征,建立CBAM-CNN-LSTM车辆动态响应预测模型。该模型通过输入轨道几何、运行速度和车型预测不同工况下的车辆动态响应,进而利用预测的车辆动态响应评价轨道几何状态。研究结果表明,建立的模型能够有效预测车体振动响应,根据我国某高速铁路两种车型综合检测列车检测数据的验证结果,车体横向、垂向加速度的均方根预测误差分别为0.004g、0.009g,相关系数分别为0.608、0.793;利用预测的车辆动态响应评估轨道状态,能够有效识别引起车体振动加剧的轨道几何不利状态或隐形病害。此外,模型内部的注意力权值有助于分析挖掘导致轨道状态不良的轨道几何参数类型和位置信息。
2023年11期 v.45;No.313 117-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 2150K] [下载次数:477 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:4 ] |[阅读次数:3 ] - 聂如松;李亚峰;冷伍明;黄茂桐;周思危;董俊利;
为研究有砟轨道道砟嵌入现象及其对基床表层变形行为的影响,开展以道砟碎石-基床粉土双层试样为研究对象的动三轴试验,分析道砟嵌入对基床表层变形行为的影响,探讨基于道砟嵌入指标的基床表层变形行为标准。试验结果表明,道砟嵌入使得道砟碎石-基床粉土试样的粉土表层出现道砟槽痕并发生侧向变形,同时承受动荷载的能力降低;提高动应力水平和增加粉土含水率会加剧道砟嵌入程度;道砟碎石-基床粉土试样的破坏模式可分为剪切破坏型和软化破坏型;基床粉土含水率较低时,道砟碎石-基床粉土试样整体变形主要源于道砟和粉土的压缩变形,而当粉土含水率较高时,道砟嵌入引起的轴向和侧向变形则较为显著;当粉土处于最优含水率时,道砟嵌入速率为2.9×10~(-5) mm/s时道砟碎石-基床粉土试样达到塑性安定极限,而当粉土处于天然含水率和饱和含水率时,塑性安定极限对应的道砟嵌入速率则为1.4×10~(-4) mm/s。
2023年11期 v.45;No.313 128-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 1079K] [下载次数:274 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:5 ] - 常建梅;李腾;李晓慧;邓晓琳;冯怀平;
在道砟中加入废旧轮胎碎屑(TDA)是一种新型道床改良方法。由于相关研究工作的缺乏,对TDA混合集料物理力学性能及作用规律的研究尚不足,研究结论尚不统一,对混合TDA作用机理的研究非常少见。因此本文基于大型动三轴试验,采用统一击实功方法制备集料,分析循环荷载作用下两种TDA尺寸和不同掺量对累积塑性应变、动弹性模量、滞回曲线、阻尼比等动力特性的影响规律;利用能量原理,研究混合集料累积总能量、弹性应变能、耗散能的分布规律,探索TDA混合的作用机理。研究结论表明,TDA颗粒大小及掺量都能够对混合集料的动力性能产生显著影响,随TDA掺量增加,集料累积变形增加,动弹性模量总体呈下降趋势;添加TDA可有效提高集料阻尼比、降低道砟破碎率;随掺量增加,累积总能量、弹性应变能及耗散能增加,塑性变形的增加是TDA降低道砟破碎率的根本原因;TDA掺量超过一定数值,弹性应变能过大可能引发剧烈振动,添加8~16 mm粒径TDA时掺量应控制在10%以内,16~25 mm粒径TDA下掺量应控制在15%以内;16~25 mm粒径TDA虽然在降低道砟破碎程度上略低于8~16 mmTDA,但总体上动力性能受TDA影响较小。本文提出的考虑能量平衡分布方法可为改良方案的优化设计提供新思路。
2023年11期 v.45;No.313 138-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 842K] [下载次数:145 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:2 ] - 王亮亮;王照腾;田建胜;林宇亮;于明晖;
为探究浅季节性冻土区不同密实状态的下膨胀土力学特性随冻融周期作用的演化规律,以取自平顶山的弱~中膨胀土为研究对象,配制不同密实状态的膨胀土试样,采用气候边缘地带浅季冻区极端低气温为冻结温度进行冻融循环与三轴剪切试验。试验结果表明:冻融循环作用下不同密实状态膨胀土的弹性模量、破坏强度及黏聚力均发生较大幅度衰减,内摩擦角则随冻融次数增加而呈现出波动性缓慢增长趋势;高压实系数膨胀土的“弱软化型”主应力差-应变关系随着围压和冻融次数增加而逐渐转变为“弱硬化型”;低压实系数膨胀土主应力差-应变关系为“硬化型”且随着围压增加而增强;相同密实状态与侧向约束围压时,膨胀土达到相同应变时的主应力差随冻融次数增加而迅速减小。
2023年11期 v.45;No.313 146-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 749K] [下载次数:325 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:2 ] - 勾红叶;梁浩;赵虎;肖畅;刘钰;
高铁基础结构服役性能劣化是影响轨面几何形态极其关键的因素之一,也是高铁长期安全运营需要考虑的关键核心问题。为破解传统算法难以快速评价列车安全舒适性的难题,提出基于映射代理模型的桥上行车安全快速评价方法。基于Kriging代理模型,首先提出一种多目标并行加点新算法,并对算法在优化精度、效率、稳定性方面的优越性进行验证;其次以软土沉降区域运营高铁为例,通过将物理模型与优化算法相结合,构建板底脱空条件下桥墩沉降与列车动力响应的多点映射关系,搭建复杂服役条件下高效率计算行车安全参数的映射代理模型,最终实现对行车安全性的快速评价。研究结果表明:提出的映射代理模型能在快速、准确计算沉降与脱空组合工况下列车动力响应的同时,精准刻画行车安全阈值轮廓,促进高铁桥上行车安全智能评价方法的逐步形成,有力保障高铁桥梁-轨道系统的安全服役。
2023年11期 v.45;No.313 154-163页 [查看摘要][在线阅读][下载 1043K] [下载次数:395 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:3 ] |[阅读次数:2 ] - 廖立坚;杨新安;苏伟;王雨权;李黎;
铁路桥梁长度长,跨越控制因素多,当采用标准梁跨设计时,为解决全桥梁跨匹配与优化问题,建立以梁跨重要性系数之和为目标函数,以道路、河流、管线为约束条件的整数线性规划模型,提出按约束条件分区布置再逐一合并的递推求解方法。结果表明,面对超大规模的最优化数学模型,通过定义布孔长度下限、布孔长度上限、修正布孔长度等参数,建立约束条件之间的联系,降低模型的计算维度,实现递推求解过程,从而节省求解时间。应用于多条高速铁路桥梁设计中,攻克铁路桥梁方案自动化设计的难题,解决长大桥梁精确、高效、经济的孔跨布置问题,实现梁跨与道路河流管线的优化匹配。
2023年11期 v.45;No.313 164-172页 [查看摘要][在线阅读][下载 297K] [下载次数:138 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:2 ] - 郑成成;陈永祁;郑久建;欧阳辉来;马良喆;陈刚;
为增强桥梁结构的抗震能力和耐久性,针对大跨度铁路桥梁车致振动及地震响应的动力特点,以东平水道特大桥为工程背景,提出一种并联混合式减振方案,研究黏滞阻尼器对纵向滑移体系桥梁地震响应的控制效果,分析不同控制体系对列车荷载引起结构响应的影响。研究结果表明,黏滞阻尼器能显著减小大跨度铁路桥的地震结构位移和内力响应;泄压阀锁定装置对列车制动力和行车荷载的抑振能力优于黏滞阻尼器;当黏滞阻尼器和泄压阀锁定装置协同工作时,在降低二者出力值的同时可实现对列车荷载更好的控制效果,由于传力路径的改变,控制后的墩底剪力和弯矩均有所增大,但锁定装置的增大效应更小。
2023年11期 v.45;No.313 173-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 797K] [下载次数:110 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:2 ] - 周茂定;蔺鹏臻;张元海;
为快速准确地获得薄壁梁的挠曲应力及位移,提出一种考虑各板剪切变形影响的薄壁梁挠曲分析方法。从薄壁板剪应变与位移关系出发,推导出具有明确力学机制的挠曲纵向位移函数;选取剪切变形引起的挠度作为广义位移,通过解耦挠曲性能提出剪切翘曲应力及挠度的一种简化分析方法;基于矩形板条的平面应力解,导出翼板翘曲应力修正系数的表达式;利用中支点的变形连续条件及简化分析理论,提出薄壁连续梁的剪切挠曲简化分析方法。数值算例结果表明,本文方法求得的应力结果与3D FEM结果最大误差在3%以内,挠度最大误差为6%以内,说明所提方法可靠且精度较高;参数分析表明,材料泊松比及板宽比对翼板的翘曲应力影响较大。
2023年11期 v.45;No.313 181-188页 [查看摘要][在线阅读][下载 462K] [下载次数:119 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:1 ] |[阅读次数:5 ] 下载本期数据