【摘 要】
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研究目的:大量铁路区间轨旁监测信息的传输通常采用有源方式,但其供电及传输系统建设成本高、维护难度大.基于此,本文研究采用背向散射(backscatter)通信技术和无人机,设计远距离无源铁路监测信息采集系统,以降低铁路区间轨旁监测信息传输系统的建设成本和维护难度.研究结论:(1)提出了完全无源的背向散射节点架构,设计了能反射LoRa信号的低功耗调制方式,系统分析了背向散射节点的能量收集效率和工作功耗;(2)利用无人机机动性高的特点,在无人机上搭载信号源和接收端的信息采集模块,实现沿着铁路自主巡航采集传感器
【机 构】
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中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉430063;华中科技大学武汉光电国家研究中心,武汉430074
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研究目的:大量铁路区间轨旁监测信息的传输通常采用有源方式,但其供电及传输系统建设成本高、维护难度大.基于此,本文研究采用背向散射(backscatter)通信技术和无人机,设计远距离无源铁路监测信息采集系统,以降低铁路区间轨旁监测信息传输系统的建设成本和维护难度.研究结论:(1)提出了完全无源的背向散射节点架构,设计了能反射LoRa信号的低功耗调制方式,系统分析了背向散射节点的能量收集效率和工作功耗;(2)利用无人机机动性高的特点,在无人机上搭载信号源和接收端的信息采集模块,实现沿着铁路自主巡航采集传感器信息;(3)室外部署和铁路环境测试表明,可以实现90 m以上的通信距离;(4)本文所研究的远距离无源铁路监测信息采集系统可应用于铁路区间监测信息的收集.
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研究目的:对于进行上盖物业开发的车辆段和停车场,为了有效降低振动的影响,通常选用减振型轨道结构.钢弹簧浮置板是其中减振效果较好的轨道结构,但其目前只运用在车辆运行速度较高的正线.有必要对速度一般不超过30 km/h的车场线用钢弹簧浮置板减振轨道支撑刚度的合理取值范围进行研究.基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立三维动力学仿真模型,研究钢弹簧浮置板减振轨道支撑刚度变化对车辆、轨道系统动力学响应的影响规律.研究结论:(1)随着钢弹簧浮置板减振轨道支撑刚度降低,减振效果显著提高,轮轨力和车辆运行平稳性指标有所降低
研究目的:整体道床无砟轨道与高等减振无砟轨道刚度差异较大,连接处钢轨垂向位移和受力变化剧烈,本文建立车辆-轨道-过渡段动力分析模型,对比8种过渡段设置方案对钢轨垂向位移、钢轨挠度变化率和车体垂向加速度的影响,研究高等减振过渡段结构最优设置方案,并分析不同车速下列车垂向加速度以及钢轨挠度变化率的变化规律.研究结论:(1)较不设置过渡段,设置过渡段后钢轨最大挠度变化率下降幅度在50％～61％,车体振动加速度下降幅度在43％～65％;(2)过渡段长度从2块板增至3块板时,同一过渡级中钢轨最大挠度、车体垂向加速度
研究目的:我国20世纪90年代修建的拱桥已陆续服役20～30年,吊杆的更换问题已逐步提到管养部门日程上来.本文以3×168 m钢管混凝土拱桥为例,针对吊杆更换工程中的关键问题展开论述,以期对类似工程起到一定的借鉴作用.研究结论:(1)吊杆使用期大多小于规范规定的20年设计使用年限,吊杆的设计应为后期管养与更换预留充分的条件;(2)吊杆更换工程应采用桥梁建设年代的设计荷载,可遵循容许应力法按吊杆安全系数控制设计,或按承载能力法用结构重要性系数、作用分项系数、材料分项系数进行综合表达;(3)采用桥面相对高差作
研究目的:为研究正线列车高速过站对跨线天桥产生的列车风效应,本文对商合杭铁路寿县站跨线天桥在正线列车不同车速通过时的表面风压分布进行实测,并通过CFD模拟分析对比验证,拟通过数据分析得出跨四线天桥在单线列车通过时的风压分布公式,为铁路站场跨线天桥设计列车风荷载取值提供理论参考.研究结论:(1)通过现场实测与数值分析的手段,得出高速正线列车在通过跨线天桥时的风压分布规律,即在顺桥向为行驶轨道区域大,远离轨道方向小,横桥向为中间区域强两侧弱;(2)天桥表面风压激励在时间域可采用车头进入天桥过程和车尾离开天桥过
针对高速铁路双块式无砟轨道道床板现浇混凝土易开裂问题,通过室内试验研究了道床板混凝土裂缝控制技术,同时基于多场耦合模型对道床板混凝土开裂风险进行了定量评估.结果表明:掺入抗裂剂对道床板混凝土工作性能和后期强度影响较小,早期明显体积膨胀,有效补偿了混凝土收缩;掺入抗裂剂后道床板中心和上表面开裂风险系数由1.0以上降低至0.7以下,基本不开裂.经工程现场应用,掺入抗裂剂的道床板混凝土浇筑完成6个月后未发生开裂,混凝土抗裂性能较好.
以CRTSⅠ型板式无砟轨道为对象,根据Q/CR 9130—2018《铁路轨道设计规范(极限状态法)》计算了路基上预应力混凝土轨道板在列车荷载、温度梯度和不均匀沉降作用下的荷载效应,进行了承载能力极限状态与正常使用极限状态的检算与优化.结果表明:承载能力极限状态下,纵向正、负弯矩受偶然组合控制,横向正、负弯矩受基本组合控制,既有结构的正截面承载力满足规范要求;根据正常使用极限状态下标准组合检算结果,既有结构混凝土边缘拉应力满足规范要求;根据检算结果对纵向、横向预应力配筋数量进行了优化,横向配筋最大优化量可达
建立路基上CRTSⅡ型板式无砟轨道湿度场计算模型,采用节点耦合法,设计1稳态+3瞬态的4阶段计算流程,按照施工顺序依次对各层构件的早期湿度场进行分析,并分析服役阶段层间积水对CA砂浆层内湿度的影响.结果表明:路基基床的稳态湿度场沿深度呈指数分布;支承层与轨道板的水化自干燥效应主要发生在浇筑后前7 d,而大气湿度的日波动性对暴露面湿度的影响深度约为10 mm;CA砂浆层的早期湿度主要受湿度扩散控制,待稳定后保持在70.0％～72.4％;CA砂浆层下界面离缝存在积水时砂浆层内湿度分布由线性逐渐向三次多项式转变
研究目的:近年来,各地轨道交通隧道受外部作业影响导致被击穿的情况越来越多,对轨道交通安全运营造成严重威胁,虽然各类隧道被击穿情况不尽相同,但在隧道衬砌安全影响分析与结构补强处理等方面存在很多相同之处,需尽快明确各类修补措施的优缺点并提出改进方案,建立标准化处理措施,确保既有线安全运营.研究结论:(1)将隧道上半断面碎裂情况按区分类,拱顶左右30°范围为内侧受拉区域(Ⅰ区),拱腰以上40°范围为内侧受压区域(Ⅲ区),隧道中心线两侧30°～50°范围为内侧拉压转换区域(Ⅱ区);(2)小范围破损时,隧道短期内可
采用锯切应变片法与X射线衍射法,对75 m定尺在线热处理贝氏体钢轨全断面三维残余应力进行表征,研究两种残余应力测量方法的适用范围.结果表明:通过两种方法测得的钢轨头部、中部、尾部纵向残余应力分布规律基本一致,均呈C形分布,即轨头和轨底为残余拉应力,轨腰为残余压应力;轨头轨面下30 mm深度范围内为纵向残余拉应力;内部残余应力一般低于外表面残余应力;钢轨全断面垂向、横向残余应力相对较小.建议在钢轨母材残余应力检验与评价等工程领域采用较为简便与高效的锯切应变片法,在钢轨应用技术与伤损分析等研究领域采用更具局部
预制拼装桥梁施工技术有利于桥梁工程快速施工.为了研究预制拼装桥墩受力性能,在和若铁路开展了灌浆套筒连接、承插式连接和预应力连接三种连接形式的预制拼装桥墩现场实尺拟静力试验.通过冲击振动试验确定了试验墩动态特性参数,并与建模计算固有频率进行对比分析;通过拟静力试验,得到了试验墩混凝土开裂强度、钢筋屈服强度及荷载-位移曲线,分析了预制拼装桥墩受力性能和破坏形式.结果表明:灌浆套筒连接和承插式连接(有后浇填芯混凝土)的墩柱由于存在刚度突变,在交界面有较多裂缝;三种连接方式试验墩在6～9度地震工况下能满足受力要求