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旨在提质增效的城市轨道交通超长线路规划设计创新与实践
1
作者 周勇 张倩璐 《现代城市轨道交通》 2026年第2期1-6,共6页
随着城市化进程的推进及都市圈、城市群的加速形成,为适应日益增长的交通出行需求,我国城市轨道交通线网规模持续扩大,部分线路不断延伸,形成运营里程超过60 km的超长线路。此类线路在提升外围组团可达性、缓解换乘压力、缩短出行时间... 随着城市化进程的推进及都市圈、城市群的加速形成,为适应日益增长的交通出行需求,我国城市轨道交通线网规模持续扩大,部分线路不断延伸,形成运营里程超过60 km的超长线路。此类线路在提升外围组团可达性、缓解换乘压力、缩短出行时间等方面作用显著,但也因客流时空分布不均、功能复合多样等特点,面临工程建设经济性、运营效率、可持续性等多重挑战。为此,文章在概述我国城市轨道交通超长线路发展现状及所面临挑战的基础上,以深圳地铁第五期建设规划中的32号线一期工程为例,系统总结该线路与既有地铁2号线、8号线一期和二期以及在建的8号线三期组合为1条超长线路的过程中,通过运营组织统筹优化与工程设计创新实现提质增效的成果及实践经验,以期为类似项目提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 城市轨道交通 超长线路 多线组合运营 规划设计 提质增效
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大跨度桥梁多缝协同变形体系
2
作者 韩鹏飞 韦陶涛 +3 位作者 孔令俊 夏俊勇 李的平 姜文恺 《铁道建筑》 北大核心 2026年第1期83-88,共6页
由于铁路大跨度桥梁的梁端温度变形较大,须在梁端设置钢轨伸缩调节器,但其结构复杂容易发生病害,影响行车安全性和旅客舒适性。本文提出一种大跨度桥梁多缝协同变形体系,通过设置弹性约束多功能支座+伸缩式协同变形装置,取消钢轨伸缩调... 由于铁路大跨度桥梁的梁端温度变形较大,须在梁端设置钢轨伸缩调节器,但其结构复杂容易发生病害,影响行车安全性和旅客舒适性。本文提出一种大跨度桥梁多缝协同变形体系,通过设置弹性约束多功能支座+伸缩式协同变形装置,取消钢轨伸缩调节器,将梁端伸缩位移分散到邻近简支梁。基于多缝协同体系建立大跨度桥梁计算模型,研究简支梁多缝协同体系的动力特性和抗震性能,以及多缝协同装置与简支梁跨数的位移响应关系,并对弹性约束多功能支座和伸缩式协同变形装置进行设计和验证。结果表明:采用弹性约束多功能支座+伸缩式协同变形装置的多缝协同体系,在不设置钢轨伸缩调节器的情况下能够有效控制桥梁的相对位移。 展开更多
关键词 铁路桥梁 多缝协同变形体系 协同变形装置 荷载试验 弹性约束多功能支座
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铁路路基压电俘能器电学特性现场试验
3
作者 陈晓斌 周应华 +2 位作者 杨伟超 金伟涛 王密 《铁道建筑》 北大核心 2026年第2期101-105,共5页
为实现重载铁路系统振动能量的高效回收与低碳化发展,本文设计并研制了铁路路基压电俘能器(RAS-PEH),并在京广铁路典型区段开展现场试验。通过对比两代压电俘能器在外接电阻10~100 kΩ范围内的电学特性,揭示了其能量转换规律。结果表明... 为实现重载铁路系统振动能量的高效回收与低碳化发展,本文设计并研制了铁路路基压电俘能器(RAS-PEH),并在京广铁路典型区段开展现场试验。通过对比两代压电俘能器在外接电阻10~100 kΩ范围内的电学特性,揭示了其能量转换规律。结果表明:随着外接电阻增大,两代装置的电压平均峰值呈单调递增趋势,RAS-PEH-Ⅱ最高达131.79 V,但增幅逐渐减小;RAS-PEH-Ⅱ输出功率呈现先上升后下降的趋势,最优负载区间为70~80 kΩ,其中RAS-PEH-Ⅱ的峰值功率较RAS-PEH-Ⅰ提升16.21%~22.73%。量化分析表明,在一列和谐1C型电力机车牵引货运车厢以40 km/h通过时,单个RAS-PEH-Ⅱ装置单次可收集电能19.54 J,满足铁路路基健康监测系统间歇式数据采集与无线传输的供电需求。本研究验证了压电俘能技术在重载铁路工程中的可行性,为振动能量回收系统的优化设计与规模化应用提供了重要依据。 展开更多
关键词 铁路路基 压电俘能 现场试验 能量收集 重载铁路
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铁路路基压电俘能器-路基刚度耦合试验研究
4
作者 陈晓斌 周应华 +1 位作者 杨伟超 王密 《铁道建筑》 北大核心 2026年第1期57-62,共6页
为提升铁路系统振动能量回收效率并推动其低碳化应用,本研究设计并开发了一种铁路路基压电俘能器(Railway Subgrade Piezoelectric Energy Harvester,RAS-PEH)。依托改进的IC-1型智能振动压实仪,构建了可模拟高速列车动荷载及真实路基... 为提升铁路系统振动能量回收效率并推动其低碳化应用,本研究设计并开发了一种铁路路基压电俘能器(Railway Subgrade Piezoelectric Energy Harvester,RAS-PEH)。依托改进的IC-1型智能振动压实仪,构建了可模拟高速列车动荷载及真实路基约束条件的试验系统,研究RAS-PEH在红层泥岩与石灰岩两类典型路基填料中的力-电耦合响应特性及发电性能。结果表明,在0~20 Hz频率范围内,RAS-PEH的负载电压均峰值随激励频率整体呈增长趋势,但增幅逐渐减缓;在动荷载频率恒定条件下,电压均峰值随偏心距(荷载幅值)增大而近似线性提高。对比分析发现,在相同加载工况下,石灰岩路基中的电压输出整体高于红层泥岩路基,在35 mm偏心距条件下,石灰岩环境下的最大输出电压较红层泥岩提高约18%。路基填料刚度差异及动荷载特性共同影响RAS-PEH的能量转换性能,为其在不同路基环境中的适应性设计与性能优化提供了试验依据。 展开更多
关键词 铁路路基 压电俘能 室内试验 能量收集 路基填料
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基于PSO-GA的铁路工程施工进度计划多目标优化研究
5
作者 张飞涟 何姚阳 +5 位作者 韦有波 张彦春 赵新琛 吴喆 潘浩 蒙滇 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2026年第1期327-339,共13页
针对铁路工程现有施工进度计划优化方法存在的局限性,对铁路工程施工进度计划多目标优化问题进行研究,提出铁路工程施工进度计划多目标优化方法。考虑资金的时间价值,以铁路工程施工总成本为核心优化目标,将工期和资源均衡作为次要目标... 针对铁路工程现有施工进度计划优化方法存在的局限性,对铁路工程施工进度计划多目标优化问题进行研究,提出铁路工程施工进度计划多目标优化方法。考虑资金的时间价值,以铁路工程施工总成本为核心优化目标,将工期和资源均衡作为次要目标转化为约束条件,构建铁路工程施工进度计划多目标优化模型。模型以各项施工活动的主要设备−劳动力作业组数量和开工时间为决策变量,综合考虑逻辑关系、工作面作业组最大配置数量等5类约束。由于铁路工程施工进度计划多目标优化模型属于连续、非线性问题,且变量和约束条件较为复杂,引入将粒子群算法与遗传算法相结合的粒子群−遗传算法(PSO-GA),在粒子群算法的基础上结合遗传算法的选择、交叉、变异操作进行改进,以便充分发挥粒子群算法的快速收敛与遗传算法的全局搜索优点,实现对铁路工程施工进度计划多目标优化问题的高效率、高精度求解。基于构建的铁路工程施工进度计划多目标优化模型,运用PSO-GA算法对某铁路工程L桥梁项目施工进度计划进行优化,结果表明优化后方案的施工总成本降低了51.44万元,工期缩短了120 d,主要设备及劳动力投入数量的相对波动性分别降低了14.66%和16.78%,验证了该优化模型和优化算法的适用性和有效性。研究成果可为建设周期长、投资规模大的铁路工程施工进度计划多目标优化提供一定的借鉴和参考。 展开更多
关键词 铁路工程 施工进度计划 多目标优化 粒子群算法 遗传算法
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聚氨酯弹性垫板老化前后的微观结构与单轴拉伸形变机理
6
作者 朱平 董全霄 +4 位作者 袁丽慧 仇超 仇鹏 董侠 王笃金 《高分子学报》 北大核心 2026年第2期398-408,共11页
聚氨酯弹性垫板是高速铁路无砟轨道结构扣件系统中提供弹性缓振、保证列车高速运行安全和舒适的关键部件.本研究通过示差扫描量热法、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、原位同步辐射X射线广角衍射/小角散射等多种表征方法系统分析... 聚氨酯弹性垫板是高速铁路无砟轨道结构扣件系统中提供弹性缓振、保证列车高速运行安全和舒适的关键部件.本研究通过示差扫描量热法、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、原位同步辐射X射线广角衍射/小角散射等多种表征方法系统分析了聚氨酯弹性垫板在高低温循环老化、湿热老化和高温老化前后的微观结构变化及其在单轴拉伸外场下的结构演化.高低温老化对材料影响不显著;湿热老化对聚氨酯弹性垫板的影响最大,导致样品泡孔平均直径减小,泡孔密度增大,泡孔壁出现裂纹,微相分离程度显著提高,硬段玻璃化温度提高,聚四亚甲基氧醚(PTMO)软段受硬段限制作用减弱,发生一定程度的结晶,导致材料的刚度提高,弹性下降.在单轴拉伸过程中,湿热老化后和高温老化样品的PTMO软段发生应变诱导结晶,提高了样品的拉伸及抗撕裂强度. 展开更多
关键词 高速铁路 聚氨酯弹性垫板 老化 微相分离 应变诱导结晶
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支承层裂缝诱发的轨道次生病害及车-轨动力响应影响研究
7
作者 高全福 刘志发 +4 位作者 胡元杰 任鹏山 李得洋 吴少培 李国芳 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2026年第1期442-453,共12页
为探究温度作用下支承层贯通裂缝诱发的轨道结构次生病害对轨道结构服役性能和车辆−轨道动力响应的影响规律,采用内聚力和塑性损伤理论,建立考虑伸缩假缝结构的CRTSⅡ型板式无砟轨道有限元分析模型,研究温度载荷和贯通裂缝位置对支承层... 为探究温度作用下支承层贯通裂缝诱发的轨道结构次生病害对轨道结构服役性能和车辆−轨道动力响应的影响规律,采用内聚力和塑性损伤理论,建立考虑伸缩假缝结构的CRTSⅡ型板式无砟轨道有限元分析模型,研究温度载荷和贯通裂缝位置对支承层裂缝诱发次生病害时轨道结构变形的影响。基于有限元−多体系统动力学方法(FE-MBD),建立考虑层间脱空的高速车辆−轨道−路基耦合系统动力学模型,分析温度作用下次生病害不断恶化对高速铁路车辆−轨道系统动力响应影响规律。研究表明:支承层裂缝一旦贯通,在高温作用下,层间离缝量很容易超过养护维修限值,应及时修补;伸缩假缝与贯通裂缝的相对位置对轨道结构层间离缝和脱空现象有一定影响,有必要考虑伸缩假缝结构;随着温度作用造成的轨道结构累积上拱变形的增加,轨道板垂向振动加速度增大;车体、构架和轴箱垂向振动加速度以不同幅度增大,轮轨垂向力波动也愈加显著,对轨道服役性能及列车运行安全性、平稳性产生较大影响。建议在高温季节及时检查并修补支承层贯通裂缝,避免次生病害的发生及恶化,并适当降低病害区段的通过速度。研究结果可为高温持续作用下高速铁路轨道维护和列车安全运行提供参考。 展开更多
关键词 高速铁路 无砟轨道 贯通裂缝 上拱变形 离缝脱空 耦合振动
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大跨斜拉桥无砟轨道空间几何形位多维评估
8
作者 陈嵘 庞天棋 +4 位作者 薛旻 周俊宏 文明 王铭 吕涛 《铁道工程学报》 北大核心 2026年第1期26-31,共6页
研究目的:随着高速铁路的迅猛发展,为满足线路平顺性和跨越复杂地形的需求,大跨度桥梁被广泛应用在铁路上。由于无砟轨道与大跨度桥梁刚度相差较大,目前已出现轨道结构适应性不良、几何形位较差等问题,因此确保列车在大跨度桥上无砟轨... 研究目的:随着高速铁路的迅猛发展,为满足线路平顺性和跨越复杂地形的需求,大跨度桥梁被广泛应用在铁路上。由于无砟轨道与大跨度桥梁刚度相差较大,目前已出现轨道结构适应性不良、几何形位较差等问题,因此确保列车在大跨度桥上无砟轨道安全运行成为当前重要的议题。本文以实际工程为研究背景,以设计速度160 km/h、主跨688 m大跨度斜拉桥上无砟轨道为研究对象,从频域、时频域等维度出发,多维多角度探究轨道几何形位的平顺性。研究结论:(1)频域分析发现各工况的不平顺能量主要集中于长波频段(200 m以上),列车在跨中对轨道高低平顺性影响最大;(2)时频域分析得到跨中(里程688 m)、梁端处(里程100 m)的长波能量聚集的现象,且能量主要聚集在231.7~463.5 m及以上区段;(3)列车敏感波长与轨道主要不平顺能量波长相距较远,故列车在经过此大跨度桥时不会发生明显振动;(4)静态几何形位分析发现轨道不平顺幅值主要发生在跨中(688 m)、桥塔(344 m)区域附近;(5)对轨道动态不平顺进行分析,得到整体升温、整体降温工况下对动态不平顺的影响较大;(6)本研究结果可为大跨桥上无砟轨道优化设计提供参考。 展开更多
关键词 高速铁路 大跨度斜拉桥 无砟轨道几何形位 弦测法 小波变换 虚拟轨检
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高速铁路磨耗钢轨智能打磨模型构建及应用研究
9
作者 肖乾 杨逸航 +3 位作者 林凤涛 赵康云 陈琦琦 胡伟豪 《铁道学报》 北大核心 2026年第2期105-115,共11页
针对高速铁路构架横向加速度超限报警问题,通过调查车轮廓形与钢轨廓形,优化钢轨打磨目标廓形,构建并现场应用智能打磨模型以指导施工。对报警区段的调研显示,受轮轨磨耗影响,该区段钢轨廓形与全新60N廓形偏差显著,不符合验收标准,且轮... 针对高速铁路构架横向加速度超限报警问题,通过调查车轮廓形与钢轨廓形,优化钢轨打磨目标廓形,构建并现场应用智能打磨模型以指导施工。对报警区段的调研显示,受轮轨磨耗影响,该区段钢轨廓形与全新60N廓形偏差显著,不符合验收标准,且轮轨接触名义等效锥度偏大。为减少打磨深度并改善轮轨关系,基于粒子群优化-非均匀有理B样条(PSO-NURBS)理论、反向传播-非支配排序遗传算法Ⅲ(BP-NSGAⅢ),结合车辆-轨道耦合动力学模型,求解得到打磨目标优化廓形;进一步选取优化廓形的打磨点及对应角度,结合现场需求生成64种变功率打磨方案及相应打磨深度。基于Matlab建立钢轨智能打磨模型计算并输出优化方案,现场应用后检测表明:打磨后钢轨名义等效锥度变化趋于平缓,与全新60N廓形接近;车辆-轨道耦合动力学仿真验证显示,打磨后车辆的最大构架横向加速度、最大脱轨系数、最大磨耗功较打磨前分别降低37.22%、26.90%、21.25%。钢轨智能打磨模型可有效提升打磨效率,改善轮轨关系,优化车辆运行的稳定性、安全性及轮轨磨耗特性。 展开更多
关键词 高速列车 智能打磨 廓形优化 轮轨磨耗 构架振动加速度 车辆动力学。
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钢轨垂向Pinned-Pinned共振下轮轨瞬态滚动接触及磨损特性分析
10
作者 李国芳 姜宏广 +4 位作者 马帅 张旭 吴少培 李得洋 丁旺才 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2026年第2期846-861,共16页
为揭示不同速度−波长匹配工况下轮轨系统垂向Pinned-Pinned共振对轮轨接触力和钢轨磨损特性的影响规律,构建了考虑轮轨弹塑性的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,并基于显式有限元计算方法对轮轨接触力进行了分析,利用基于有限元模型的... 为揭示不同速度−波长匹配工况下轮轨系统垂向Pinned-Pinned共振对轮轨接触力和钢轨磨损特性的影响规律,构建了考虑轮轨弹塑性的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,并基于显式有限元计算方法对轮轨接触力进行了分析,利用基于有限元模型的三维磨损分布计算方法对钢轨磨损特性展开研究。结果表明:不同速度Pinned-Pinned共振均会使轮轨接触力在振幅与相位上呈现以扣件间距为波长的周期性波动,轮轨垂向力最大振幅受较高车速长波长Pinned-Pinned共振影响增幅最大,而轮轨纵向力最大振幅受较低车速短波长Pinned-Pinned共振影响增幅最大,且较低车速短波长Pinned-Pinned共振对轮轨垂向力滞后相位角波动范围的影响更为显著。轮轨系统在各速度Pinned-Pinned共振下,钢轨表面磨损及波磨发展趋势也呈现以扣件间距为周期的差异性分布规律,轮轨系统Pinned-Pinned共振通过相位差影响波峰/波谷磨损竞争与磨损分布,使得各速度共振下扣件跨距前部区段波磨深度呈减缓趋势,扣件跨距后部区段受共振波长与运行速度共同作用影响磨损相位临界状态(反相位),使得波磨发展趋势与磨损分布呈现出差异性。轮轨纵向接触力峰值较低区段,磨损量横向分布范围较其余区段显著减小。钢轨表面最大磨损位置更易出现在高牵引比处。研究结论可为高速轮轨波磨区段病害发展及钢轨维护策略提供理论参考。 展开更多
关键词 高速铁路 钢轨波磨 瞬态动力学 轮轨接触特性 磨损分析 Pinned-Pinned共振
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高强土工布加筋多级陡边坡结构性能现场试验研究
11
作者 杨广庆 苏鹏辉 +3 位作者 李婷 徐鹏 周诗广 王永 《铁道学报》 北大核心 2026年第1期151-159,共9页
针对黄土地区湿陷性强、地质灾害频发及现有加筋边坡设计规范保守等问题,依托山西某多级加筋土高陡边坡填方工程,开展高强土工布加筋多级陡边坡结构性能现场试验研究。通过施工期及工后监测,系统分析垂直应力分布、包裹体背部侧向土压... 针对黄土地区湿陷性强、地质灾害频发及现有加筋边坡设计规范保守等问题,依托山西某多级加筋土高陡边坡填方工程,开展高强土工布加筋多级陡边坡结构性能现场试验研究。通过施工期及工后监测,系统分析垂直应力分布、包裹体背部侧向土压力变化、土工布应变、含水率及坡体变形规律。结果表明:包裹式多级加筋土陡边坡整体处于稳定状态,其内部垂直应力沿筋材长度方向呈现非线性变化特征,且应力峰值位置位于筋材尾部附近;包裹体背部侧向土压力在填筑过程中逐渐趋于稳定,且分级平台处存在突变;土工布最大拉伸应变为0.62%,远低于材料极限;包裹体背部含水率和坡体平台处变形受季节气候影响,最大水平位移为5.69 cm(占坡高0.219%),最大竖向沉降为2.16 cm(占坡高0.083%),均符合规范限值。研究表明高强土工布加筋技术可有效抑制坡体变形,降低工程成本,可为黄土地区类似工程提供重要参考。 展开更多
关键词 黄土地区 高强土工布 多级加筋土陡边坡 现场试验 结构性能
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地铁不同类型轨道对基础变形的适应能力研究
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作者 曾志平 齐星哲 +3 位作者 李沛成 郭骁 田春雨 吴达 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期195-206,共12页
地铁隧道的不均匀沉降会显著影响轨道结构的力学性能及运营安全。为研究在基础不均匀沉降变形作用下地铁不同类型轨道的变形特性以及其对基础不均匀沉降变形的适应能力,本文以我国地铁常用的4种轨道结构(即普通整体道床轨道、减振扣件... 地铁隧道的不均匀沉降会显著影响轨道结构的力学性能及运营安全。为研究在基础不均匀沉降变形作用下地铁不同类型轨道的变形特性以及其对基础不均匀沉降变形的适应能力,本文以我国地铁常用的4种轨道结构(即普通整体道床轨道、减振扣件式整体道床轨道、钢弹簧浮置板轨道和减振垫浮置板轨道)为研究对象,基于有限元法建立余弦型不均匀沉降条件下轨道系统空间分析模型,系统研究不同轨道类型对基础不均匀沉降变形的适应能力及其变形特性。研究表明:1) 4种轨道结构在基础沉降下的钢轨与道床变形曲线高度一致,沉降中心处变形最大,沉降波起止端存在局部上拱现象;2)普通整体道床轨道和减振扣件式整体道床轨道因纵向刚度较大,在沉降幅值大于20 mm和沉降波长小于10 m的条件下易发生非线性变形或上拱现象,对基础变形的适应能力较弱;相比之下,钢弹簧浮置板轨道和减振垫浮置板轨道因结构具有柔性特点,对基础变形的适应能力较强;3)钢弹簧浮置板轨道和减振垫浮置板轨道的轨道板顶面沉降值可用于判断基础沉降幅值,而对于普通整体道床轨道和减振扣件式整体道床轨道,仅能观测到道床顶面沉降值,难以准确判断沉降幅值。研究结果可为地铁轨道结构设计优化及基础变形作用下的轨道系统运营维护提供理论依据与工程参考。 展开更多
关键词 地铁 基础沉降 无砟轨道 浮置板轨道 有限元
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扣件纵向阻力随机性对桥梁轨道相互作用的影响规律
13
作者 闫斌 侯本光 +1 位作者 付贺鑫 刘文硕 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2026年第2期655-662,共8页
面对复杂的现场环境,铁路扣件扭矩分布往往偏离安装设计值而具有一定随机性,扭矩值的随机分布会使扣件纵向阻力随机分布。为探明扣件纵向阻力随机性对桥上无砟轨道梁轨相互作用的影响,以WJ-8型常规阻力扣件为例,结合既有实验数据,假设... 面对复杂的现场环境,铁路扣件扭矩分布往往偏离安装设计值而具有一定随机性,扭矩值的随机分布会使扣件纵向阻力随机分布。为探明扣件纵向阻力随机性对桥上无砟轨道梁轨相互作用的影响,以WJ-8型常规阻力扣件为例,结合既有实验数据,假设扣件扭矩服从正态分布X~N(μ,σ^(2)),推导关联扣件扭矩的纵向阻力公式,建立考虑扣件纵向阻力随机分布的7×32 m高速铁路双线简支梁桥的有限元仿真模型,揭示扣件纵向阻力随机性对梁−轨系统在温度荷载、竖向活载和列车制动作用下的钢轨应力、桥墩内力和结构位移的影响。研究结果表明,温度荷载、竖向活载和列车制动作用下的钢轨应力、桥墩内力和梁轨位移的最大改变幅度均随扣件扭矩正态分布标准差σ的增加而增加;钢轨应力、钢轨位移和梁轨相对位移对扣件纵向阻力随机分布较为敏感,最大变化幅度分别为11.0%、10.5%和11.4%,而梁位移最大变化幅度仅为4.0%;考虑扣件纵向阻力随机性后,竖向活载作用下的桥墩内力变化较为明显,最大变化幅度为12.6%,而温度荷载和列车制动作用下最大变化幅度仅为3.3%和2.3%;为安全起见,在进行桥上无砟轨道设计时,鉴于扣件纵向阻力随机性会使系统响应增加,可考虑乘以1.05~1.15的安全系数。研究成果可为桥上无砟轨道结构的安全运营、状态评估及维修养护提供参考。 展开更多
关键词 轨道工程 纵向阻力 扣件扭矩 无砟轨道 随机分布
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基基于BKA优化多算法模型的铁路基于BKA优化多算法模型的铁路危岩落石风险评估研究
14
作者 靳春玲 陆浩伟 +2 位作者 贡力 党丹丹 郭芮 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2026年第2期902-912,共11页
在复杂地质与环境条件下,山区铁路沿线危岩落石灾害对线路运行安全与稳定构成显著威胁。为提升灾害识别精度与防控能力,本文构建了一种基于黑翅鸢算法(black kite algorithm,BKA)优化的多算法融合模型,用于铁路沿线危岩落石灾害风险的... 在复杂地质与环境条件下,山区铁路沿线危岩落石灾害对线路运行安全与稳定构成显著威胁。为提升灾害识别精度与防控能力,本文构建了一种基于黑翅鸢算法(black kite algorithm,BKA)优化的多算法融合模型,用于铁路沿线危岩落石灾害风险的定量化评估。该模型以反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)为核心,融合主成分分析(principal component analysis,PCA)降维与Elastic Net特征选择技术,并利用BKA优化BPNN的初始权重与偏置参数,从而加快收敛速度并提升预测稳定性。构建了涵盖地形、岩性、荷载、防护等12项指标的多层次风险评估指标体系,系统表征危岩致灾机理。以焦柳铁路与黔桂铁路沿线典型高风险边坡为研究对象,采用K折交叉验证(K=10)验证模型在复杂地质条件下的鲁棒性与泛化能力。实验结果表明,所提模型的预测准确率达到90.0%、决定系数R2为0.899、AUC值为0.909,均优于WOA(whale optimization algorithm)优化模型(80.0%、0.797、0.818)、PSO优化模型(77.5%、0.723、0.786)及传统BPNN(75.0%、0.646、0.737)。尤其在Ⅲ级和Ⅳ级高风险等级识别中,模型召回率达100%,F1-score为1.0,分类边界清晰且稳定性强。基于预测结果提出了分级防控策略,并从施工可达性与推广潜力等方面验证了其工程适用性。研究成果为山区铁路危岩落石灾害的精细化管理与防控提供了实用决策支持工具,并为更广泛的地质灾害风险评估方法研究提供了参考。 展开更多
关键词 黑翅鸢算法 多算法融合模型 危岩落石灾害 山区铁路 风险评估
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大跨度钢桁梁明桥面轨枕板式轨道结构损伤特性
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作者 孙立 陈子豪 +2 位作者 张长龙 任西冲 张政 《铁道建筑》 北大核心 2026年第1期24-30,共7页
基于钢筋混凝土弹塑性损伤理论,构建了钢桁梁明桥面轨枕板式轨道的非线性分析模型,探讨列车荷载及温度荷载对轨道结构损伤特性的影响。结果表明:列车荷载作用下,轨枕板式轨道结构损伤较小;在设计温度荷载作用下,轨枕板结构损伤不大,最... 基于钢筋混凝土弹塑性损伤理论,构建了钢桁梁明桥面轨枕板式轨道的非线性分析模型,探讨列车荷载及温度荷载对轨道结构损伤特性的影响。结果表明:列车荷载作用下,轨枕板式轨道结构损伤较小;在设计温度荷载作用下,轨枕板结构损伤不大,最大损伤因子为0.424;整体升温30℃时扣件连接部位的最大受拉损伤因子为0.987,混凝土垫层与轨枕板、钢桁梁接触面易产生离缝损伤;整体降温30℃时轨枕板螺栓口附近损伤显著,混凝土垫层中的最大受拉、受压损伤因子分别为0.981和0.930;在极端正负温度梯度下,轨枕板式轨道结构损伤均较集中,混凝土垫层中的受拉损伤因子均达到0.981,轨枕板混凝土垫层与钢桁梁接触面易产生损伤。 展开更多
关键词 客货共线铁路 钢桁梁明桥面 轨枕板式轨道结构 损伤特性 温度荷载
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桩土相互作用对高速铁路轨道-桥梁系统损伤机制的影响
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作者 周旺保 聂显灏 +2 位作者 余建 廖学虹 蒋丽忠 《中国铁道科学》 北大核心 2026年第1期41-55,共15页
地震将导致土体液化、基础沉降,进而造成梁体错动、桥面倾斜等灾害,因此在高速铁路轨道-桥梁系统震损机理研究中需充分考虑桩土相互作用的影响。为揭示构件震致损伤发展和传递机制,建立考虑柔性地基的高速铁路轨道-桥梁系统有限元模型,... 地震将导致土体液化、基础沉降,进而造成梁体错动、桥面倾斜等灾害,因此在高速铁路轨道-桥梁系统震损机理研究中需充分考虑桩土相互作用的影响。为揭示构件震致损伤发展和传递机制,建立考虑柔性地基的高速铁路轨道-桥梁系统有限元模型,统计并排列不同地震输入方向下关键构件达到损伤和破坏状态时对应的地震强度均值。结果表明:纵向地震作用下坚硬土体场地上的构件损伤顺序为滑动层、固定支座、剪力齿槽和桥墩,松软土体场地上的构件损伤顺序为滑动层、剪力齿槽、固定支座、桩基;横向地震作用下坚硬土体场地上的构件损伤顺序为滑动层、固定支座、侧向挡块、剪力齿槽和桥墩,松软土体场地上的构件损伤顺序为滑动层、固定支座、桩基、侧向挡块、剪力齿槽;在纵向和横向地震作用下坚硬土体场地上的桩基始终处于完好状态,桥墩上的固定支座先于主梁上方的轨道结构发生损伤,松软土体场地上的桥墩始终处于完好状态,主梁上方的轨道结构先于桥墩上的固定支座发生损伤。因此,在坚硬和松软土体地区,应额外关注固定支座和轨道结构的震时安全,并做好震后维修工作。 展开更多
关键词 高速铁路 桥梁抗震 损伤机理 桩土相互作用 有限元
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路桥过渡段叉心疲劳寿命评估及失效模式研究
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作者 周迅 尉朋 +1 位作者 陈文华 高云 《机械设计与制造》 北大核心 2026年第1期30-34,共5页
针对大秦线路桥过渡段辙叉区叉心频繁出现损伤断裂的现象,以75kg/m钢轨12号固定辙叉为研究对象,采用SIMPACK-ABAQUS联合仿真对叉心的疲劳损坏进行了数值模拟。首先建立轮轨动力学仿真模型,研究不同轨下刚度情况下车轮与叉心间的冲击力... 针对大秦线路桥过渡段辙叉区叉心频繁出现损伤断裂的现象,以75kg/m钢轨12号固定辙叉为研究对象,采用SIMPACK-ABAQUS联合仿真对叉心的疲劳损坏进行了数值模拟。首先建立轮轨动力学仿真模型,研究不同轨下刚度情况下车轮与叉心间的冲击力并确定冲击点的位置;然后,将冲击力作为准静态载荷导入三维轮轨局部接触模型中确定叉心表面应力最大点,根据叉心材料E-N曲线和疲劳损伤累计准则,预测不同工况下叉心表面裂纹萌生寿命;最后将叉心表面应力最大点作为裂纹萌生点,利用最大周向应力准则模拟二维轮轨接触模型的裂纹扩展路径,并依据Paris公式对裂纹剩余寿命进行评估。从而分析轨下刚度不均匀对叉心疲劳寿命及失效模式的影响。 展开更多
关键词 固定辙叉 轨下刚度不均匀 刚柔耦合 寿命分析 裂纹扩展
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基于BP神经网络的成都砂卵石离散元模型细观参数标定研究
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作者 袁胜洋 练小莲 +3 位作者 周伟星 李城栋 谷耀 刘先峰 《铁道学报》 北大核心 2026年第1期140-150,共11页
砂卵石土广泛分布于成都地区,受颗粒粒径限制,采用常规试验手段研究其力学特性时,耗时长且成本高。离散元数值试验是研究砂卵石力学特性的一有效手段,但颗粒间细观参数难以确定。基于砂卵石三轴试验,通过统计真实颗粒圆度和纵横比,采用... 砂卵石土广泛分布于成都地区,受颗粒粒径限制,采用常规试验手段研究其力学特性时,耗时长且成本高。离散元数值试验是研究砂卵石力学特性的一有效手段,但颗粒间细观参数难以确定。基于砂卵石三轴试验,通过统计真实颗粒圆度和纵横比,采用凸包法生成不规则颗粒,利用三维离散元软件构建考虑砂卵石颗粒形貌特征的数值模型。基于不同细观参数试算得到的25组数据建立神经网络,采用BP神经网络反演方式标定模型参数,分别采用莱文贝格-马夸特方法、贝叶斯正则化方法和量化共轭梯度法对数据进行训练。使用后验差分析法评估3种方法预测的模型数据精度。结果表明:使用贝叶斯正则化方法得出的预测参数精度最高,确定的砂卵石土颗粒法切向刚度比k、摩擦系数f分别为1.633、0.831;基于该细观参数,对不同细粒含量的砂卵石三轴试验进行模拟,模型数据和试验数据误差基本都在±10%以内,表明BP神经网络可用于砂卵石模型颗粒法切向刚度比和摩擦系数标定。 展开更多
关键词 砂卵石 不规则颗粒 三维离散元 BP神经网络 细观参数标定
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循环边界下道床板中厚板效应对车轨系统耦合振动影响分析
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作者 杨建近 杨玲 +3 位作者 徐磊 张晓芸 张小安 余志武 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2026年第1期148-159,共12页
针对板式道床动力学分析常用薄板模型未考虑截面转动惯量和剪切变形等中厚板效应,仅适用于板厚跨比较小或分析频率较低的问题,考虑道床板截面转动惯量和剪切变形的中厚板效应,采用Reissner-Mindlin中厚板理论描述道床板的垂向运动,建立... 针对板式道床动力学分析常用薄板模型未考虑截面转动惯量和剪切变形等中厚板效应,仅适用于板厚跨比较小或分析频率较低的问题,考虑道床板截面转动惯量和剪切变形的中厚板效应,采用Reissner-Mindlin中厚板理论描述道床板的垂向运动,建立板式轨道动力学分析模型。随后,运用车辆−轨道耦合动力学理论,建立车辆−板式轨道空间耦合动力学模型,并利用轨道系统纵向周期特征引入循环边界条件,减小计算所需的轨道长度,以提高计算效率。最后,以浮置板轨道为研究对象,利用所建模型分析了道床板截面转动惯量和剪切变形对车辆−轨道系统振动的影响。研究结果表明:1)轨道循环法既能反映轨道结构参数纵向分布的影响,又能减少计算所需的轨道长度,从而提高计算效率;仿真时间越长,其计算效率高的优势越明显。2)频率越高,中厚板效应对车轨系统耦合振动的影响越明显,其中,浮置板垂向振动加速度受到的影响最显著。考虑中厚板效应后,浮置板时域振动加速度计算值明显变大,其频谱分布也变化显著。当道床板厚度与所需考虑的板振型半波长之比大于1/20时,应考虑道床板中厚板效应对车轨系统振动的影响,进行车轨系统振动分析时道床板宜采用中厚板模型。 展开更多
关键词 板式轨道 中厚板理论 车辆−轨道耦合动力学 循环边界条件 动力学响应
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基于谱单元法的钢弹簧浮置板轨道结构声振特性分析
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作者 冯青松 陈谣 +2 位作者 李家臻 蒋剑 张凌 《噪声与振动控制》 北大核心 2026年第1期13-20,共8页
为探明城市轨道交通钢弹簧浮置板轨道结构振动与声辐射特性,基于改进傅里叶级数和谱单元法,推导钢轨和轨道板位移函数求解公式,并采用MATLAB软件编制基于谱单元法的求解结构振动及声辐射的计算模型。通过计算此模型的振动模态、声辐射,... 为探明城市轨道交通钢弹簧浮置板轨道结构振动与声辐射特性,基于改进傅里叶级数和谱单元法,推导钢轨和轨道板位移函数求解公式,并采用MATLAB软件编制基于谱单元法的求解结构振动及声辐射的计算模型。通过计算此模型的振动模态、声辐射,并与ANSYS、Virtual.Lab仿真模型计算结果及现场实测结果对比,验证了该模型的正确性。最后对比分析扣件刚度、道床板厚度和钢弹簧刚度等参数变化对轨道结构声振特性的影响。结果表明:钢轨的竖向振动位移响应主要集中在16 Hz以下;而声压能量在0~1500 Hz频段内的分布差异不大,其中在900~1200 Hz频段内存在噪声放大现象;扣件垂向刚度和钢弹簧垂向刚度对钢轨振动特性影响较大,其中,扣件刚度变化仅影响位移导纳幅值,而钢弹簧垂向刚度变化既影响导纳幅值也影响相应的频率,浮置板厚度对声压影响较大,当厚度为0.3 m时,声压峰值为其他板厚工况下的2.5~4倍,对于钢弹簧浮置板轨道板厚,0.3 m是应特别注意的数值。 展开更多
关键词 振动与波 钢弹簧浮置板轨道 谱单元 声振特性分析 减振降噪 参数分析
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