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期刊简介

期刊简介 期刊简介

主编：余志武

执行主编：蒋学东

ISSN：1672-7029

CN：43-1423/U

主管单位：教育部

主办单位：中南大学 中国铁道学会

出版周期：月刊

电话：0731-82656536

                 88830755

邮箱：jrse_csu@163.com

地址：湖南省长沙市韶山南路22号，中南大学天心校区

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Volume 22 期 11，2025 2025年第22卷第11期

  • 高速铁路技术

    彭康, 彭梦颖, 周旺保, 张以沫, 刘昊, 熊利军

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20250194
    摘要：地震作用下的轨道-桥梁系统轨面平顺性劣化严重威胁列车运行安全，震致残余轨道不平顺为评估震后高速铁路行车安全的最重要控制指标之一，因此有效评估震致残余轨道不平顺对高速铁路桥梁震后运维具有重要意义。为提出高速铁路桥梁震致残余不平顺的简化计算方法，基于OpenSees建立7跨中国高速铁路II型板式(China railway track system II, CRTS II)无砟轨道-简支桥梁有限元模型，按场地类型从PEER强震数据库中筛选出共200条地震波并调幅至不同PGA，对有限元模型开展非线性时程分析，构建了涵盖多种场地类型与地震动强度的震致轨向峰值不平顺及残余不平顺样本库；采用Kolmogorov-Smirnov法和Shapiro Wilk法对震致轨道不平顺样本进行分布检验，探明了不同场地条件下的震致轨向峰值不平顺及残余不平顺分布模式，确定了不同场地与不同PGA下的震致轨道不平顺上界，提出了4类场地下的震致残余不平顺简化计算方法。研究结果表明：随机地震作用下高速铁路桥梁震致残余不平顺与峰值不平顺具有正态分布统计特性，且震致残余不平顺与峰值不平顺随着PGA增大显著增大；不同场地条件下，场地土层越软，震致轨道不平顺幅值越大；峰值不平顺与残余不平顺幅值存在近似线性映射关系，残余不平顺上界可通过峰值不平顺有效评估。研究成果可为高速铁路桥梁震致轨道不平顺的快速评估与运维决策提供计算手段。  
    关键词：高速铁路;桥梁工程;轨道不平顺;地震动强度;场地条件   
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    更新时间：2025-12-01

    肖宏, 陈盈盈, 郭帅杰, 陈广生, 迟义浩, 徐爱民

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20250289
    摘要：作为一种新型路基结构，箱式路基尚未在工程中推广应用，现有研究多采用数值模拟与理论研究，缺少实测数据。为研究列车荷载作用下双线箱式路基承载特性与变形规律，设计了双线箱式路基结构大比例尺模型试验，在实验室内开展多种试验工况测试，对试验数据进行分析。研究结果表明：综合各试验工况，列车荷载作用下，箱式路基顶板荷载作用处主要受压应力，两侧侧板受压；且相较于双侧荷载，单侧荷载作用下底板顶面中部应力较大，因此建议在结构设计时应单独进行检算。双线荷载作用在跨中时箱式路基应力值最大，为575.36 kPa，位置为箱式路基顶板底面，与现有研究结果相吻合。在双线荷载作用下，箱式路基受力及变形规律具有对称性；单线荷载作用在端部时箱式路基顶板应力分布不均匀性最大，此时路基面沉降值也最大，为0.56 mm，说明端部受力时箱式路基前后端结构缝处受力变形最不利；箱式路基结构对荷载分散性较好，列车荷载通过箱式路基侧板传至底板时会重新分布，在箱式路基结构底板接触范围内应力基本均匀，因此设计时可按均布应力考虑。箱式路基在偏载作用下发生不均匀沉降变形，在列车轴载的作用下可能会出现对地基的拍打，引发地基病害，因此建议在结构设计时要重点关注其与下部地基的接触关系，保证箱式路基与地基之间的变形协调。  
    关键词：箱式路基;模型试验;承载特性;荷载传递;沉降变形   
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    更新时间：2025-12-01

    蒋丽忠, 李伟, 江力强

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20250197
    摘要：区域铁路工程结构地震响应评估是震后行车功能和修复决策的关键，然而由于台站数量有限，目前大多通过对既有台站记录插值或通过经验判断作为决策依据。为验证和对比分析既有方法的有效性和局限性，以2013年芦山地震事件为例，构建地震场址的震源、地质和地形一体化地震波传播模型，采用谱元法模拟地震波从震源发震、经介质传播至地表复杂地形的全过程，并通过台站实测地震动记录验证了模型的准确性(峰值加速度最大误差为11.3%)。采用克里金(Kriging)插值法，分别得到实测和模拟地震动的PGA分布云图，进而得到这些地震动作用下高速铁路轨道-桥梁系统(HSRTBS)的响应分布云图，通过对比分析基于实测地震动与模拟地震动经Kriging插值后得到的区域高铁桥梁系统响应，研究了两者之间的差异性。研究结果表明，尽管台站处地震动记录与模拟地震动PGA相近，但插值后其他位置处PGA值显著低于模拟结果，特别是地形复杂处，实测与模拟PGA分别为0.28g和0.81g，相差近3倍；基于模拟地震Kriging插值法生成的PGA和HSRTBS响应云图具有更高的分辨率，整体PGA跨度从0.12g(0.16g～0.28g)显著提升至0.753g(0.057g～0.81g)。同时，该方法能够反映局部区域桥梁地震风险的特征，尤其在地形起伏较大的区域，风险变化更加剧烈。这一结果与既有研究中关于局部地形放大效应的结论相一致，为评估和判断局部区域高铁桥梁的地震损伤程度提供了重要依据。所提出基于GIS地质地形信息重构和谱元法的地震动模拟方法可得到区域地震动结果，为区域高铁桥梁震后损伤评估和决策提供依据；与既有基于实测地震动记录插值方法相比，所得结果分辨率显著提高，并能够有效捕捉局部场地响应特征及地形效应的影响，显著减少因均匀化插值而引起的局部响应低估现象，在目前我国台站数量有限的条件下是一种有效的区域高铁桥梁震损评估方法。  
    关键词：区域高铁桥梁;Kriging插值;谱元法;地震动模拟;地震响应云图   
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    更新时间：2025-12-01

    王家斌, 张露晨, 张普阳, 乔峰, 张洁, 高广军

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20250190
    摘要：我国幅员辽阔且风环境复杂多变，因此研究横风条件下采用风阻制动装置对高速列车气动性能的影响十分重要。为探究高速列车风阻制动装置在小侧滑角横风条件下的制动性能，采用基于SST k-ω模型的Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方法，对小侧滑角工况下3车编组原始高速列车和风阻制动高速列车周围的空气流动特性和气动载荷特性进行对比分析，并通过风阻制动列车模型风洞试验验证了数值仿真方法的正确性与可靠性。研究结果表明：风阻制动板的开启显著改变了高速列车周围流场分布，诱发了强剪切分离气流，列车尾流低速区域扩大。并且增强了列车头车的正压分布特性和尾车的负压分布特性，风阻制动高速列车头车和尾车的气动阻力分别提升了约213.67%和514.09%，促使列车整体压差阻力明显增加，进而使整车气动阻力显著提升，与原始高速列车相比整车气动阻力提升了约248.69%，可见风阻制动装置的增阻效果显著。与此同时，在小侧滑角横风与制动板所诱导的分离气流的相互作用下，列车背风侧的流场结构变得更加复杂，表面附面层显著增厚，背风侧空气漩涡尺度也明显变大。相比于原始高速列车，风阻制动装置工作状态下的列车横向稳定性明显降低，3车编组列车的总体侧向力增大约48.54%，但总体气动升力的变化不大，仅降低约0.37%。  
    关键词：高速列车;风阻制动装置;气动特性;数值模拟;横风   
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    更新时间：2025-12-01

    姜丰, 沈超, 崔志国, 宋青鹏, 李奕超, 张强, 周伟

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20250213
    摘要：高速列车制动软管在列车运行中肩负着确保空气流通和制动指令传递的重任。准确评估与预测复杂服役环境下制动软管热老化的寿命，是保障列车安全、可靠运行的关键所在。针对高速列车不同规格制动软管，探寻有效的寿命评估与老化表征方法。通过建立软管橡胶材料的Arrhenius寿命预测模型，为寿命评估提供理论基础，并提出基于拉断伸长率劣化的软管橡胶材料老化程度表征方法。开展热老化试验，选取4种规格不同的软管标准哑铃状试样，每种规格的软管设置5种老化温度、6个老化时长，共构建30组热老化工况。最后，通过拉伸试验对比，获取老化后软管标准试样的拉断伸长率数据，成功建立了软管老化速率与老化温度之间的预测模型。研究结果表明，利用该模型对不同规格软管的使用寿命进行评估，可以清晰呈现出不同软管在不同工况下的老化趋势与寿命情况。本文所提出的Arrhenius寿命预测模型和基于拉断伸长率的老化表征方法，结合热老化试验与拉伸试验对比，为高速列车软管的服役环境热老化寿命评估提供了科学、可靠的依据，有望在实际工程中得到广泛应用，提高列车运行的安全性和可靠性。  
    关键词：制动软管;Arrhenius模型;热老化;寿命评估;高速列车   
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    更新时间：2025-12-01
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