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期刊简介

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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

出版周期：月刊

电话：0731-82656536

邮箱：jrse@csu.edu.cn

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 23 期 4，2026 2026年第23卷第4期

  • 高速铁路技术

    牛留斌, 孙鹏田, 田新宇

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20250939
    摘要：为揭示高铁线路道岔区轮轨作用性能随车辆通过速度及线路运营时间的变化规律，以高速线路上一组18号道岔作为考察对象，采用实测轮轨力和轨道不平顺数据分别从时域、频域研究车辆通过目标道岔区时轮轨相互作用特征，分析道岔区空间形位、轮轨作用力、车辆平稳性等指标的分布特性，厘清尖轨、心轨等结构上轮轨作用的能量分布频段，并引入0～400 Hz频段上轮轨力广义能量表征道岔区轮轨力作用性能的速变和时变指标。结果表明，道岔区轨道高低和轨向的标准差、脱轨系数、轮轴横向力等随通过速度变化较小。当通过速度在260～350 km/h时，轮重减载率随速度变化较快，而当通过速度在350～380 km/h时，轮重减载率变化不大。尖轨附近左侧及心轨附近右侧轮轨垂向力广义能量随车辆通过速度的增大而较快增加，轮轨横向力广义能量随车辆速度变化不大，前者增速约为后者的5倍。随着道岔服役时间的增加，道岔区高低和轨向标准差先减少后增加，轮重减载率和轮轴横向力则先增加后减少再平缓增大，道岔区轮轨横向力和轮轨垂向力平均广义能量增大。其中，尖轨和心轨附近左侧轮轨垂向力广义能量在0～17月内减少，而后在21～38月缓慢增加；2号和4号接头附近右侧轮轨垂向力广义能量值在0～9月内有所减小，10～20月内略微平稳后再在21～38月内缓慢增加。研究成果可为运营期道岔区轮轨作用性能演化机制、道岔区轨道状态变化规律、道岔部件养护维修等提供数据参考。  
    关键词：高速铁路道岔;轮轨力;小波变换;广义能量;速变、时变特性   
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    更新时间：2026-04-27

    向活跃, 袁霖, 周恩海, 何坤, 李永乐

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20250933
    摘要：高速列车对线路线形要求高，大跨度桥梁结构柔、阻尼低，易发生涡激振动，引起桥面线形的动态变化，影响列车行车安全性和乘坐舒适性。为研究大跨度桁梁桥涡激振动对高速列车行车性能的影响，以某大跨度公铁两用悬索桥为背景，建立涡振条件下的风-车-桥系统耦合振动分析模型，并基于健康监测数据对桥梁有限元模型进行了修正。然后，采用实测轨道不平顺，结合相关测试数据，对分析模型进行了验证。最后，研究了桥梁涡振对列车动力响应的影响，讨论了入桥时刻、车速、桥梁振型、涡振振幅、脉动风等因素的影响。结果表明，无涡振时，计算的列车和桥梁响应与监测数据基本吻合。竖向涡振对列车的竖向加速度影响大，桥梁振动频率越高，振幅越大，对列车响应影响越明显。以列车响应超限反推涡振限值时，得到的二阶反对称竖向涡振限值可能低于规范要求，需控制列车运行速度。考虑平均风和脉动风作用后，列车各项指标随风速、扭转振幅的增加而增加。钢桁梁扭转振动引起的横向分量影响较大，导致列车的横向加速度先超过规范值，因此扭转涡振的振幅限值由列车横向加速度响应确定，扭转涡振作用下的行车性能分析中考虑脉动风影响是必要的。研究结果可为大跨铁路钢桁梁桥抗风设计和涡振限值研究提供参考。  
    关键词：涡振;桁梁;风-车-桥系统;耦合振动;行车性能   
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    更新时间：2026-04-27

    李苏, 李海鹰, 马卫, 苗茁, 王莹

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20250964
    摘要：我国高铁快运发展迅速，短期内高铁快运主要依托现有的高铁网络边际运力发展，进一步提高高铁边际运力利用率具有重要意义。考虑高铁客运和快运的协同发展，构建了高铁快运时空服务网络模型，刻画“列车-客运-快运”3层联动的高铁运力调度机制。首先，根据服务网络特点设计基于中转状态弧的A*算法和Yen’s K最短路径算法，生成多元路径备选集。之后，提出高铁组合列车群中客流协同调整的扣票策略，以最小化客流转移、快运损失、快运中转、快运运能稳定的综合影响为目标，以网络流平衡、高铁扣票最高客座率限制、动态捎带能力限制等为约束条件，构建高铁快运阶段性运力优化模型，利用Gurobi进行求解。最后，基于京沪高铁等线路的相关运营数据验证模型有效性。结果表明，在货流需求驱动下，通过组合扣票策略可以实现客流在组合高铁列车群间的合理转移，有效提高扣票高铁列车数量，提高该方向上的高铁快运运能，将高铁客运的空闲运能转化为高铁快运的稳定运能。同时，建议进一步采取制定差异化高铁扣票最高客座率标准、设置精细化客运转移时间标准等措施，以更充分地释放高铁边际运力资源。研究成果可以提升高铁快运运力的容量与稳定性，为运输企业提供优化高铁快运阶段性运力调度配置的理论依据。  
    关键词：高铁快运;阶段性运力;3层联动机制;组合扣票策略;运输路径   
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    更新时间：2026-04-27

    李卓, 何瑞春, 李引珍, 杨信丰, 巨玉祥

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20251856
    摘要：为有效评估突发扰动下高铁运输网络的性能表现并制定科学的恢复策略，提出考虑时序动态和恢复决策的高速铁路网络韧性评估方法。首先分析了异质列车流导致的网络结构和状态的时序变化，基于时序图理论构建高速铁路时序运输网络模型，并给出平均时序路径长度计算公式。基于此，考虑客流出行时间和出行强度建立网络性能响应函数，以网络性能保留率作为韧性指标，在路网恢复中将“单修复队顺序修复”的刚性约束松弛为“允许多修复队联合修复”的柔性约束，采用Markov决策模拟多扰动下的恢复决策过程，设计基于Q学习的强化学习算法求解韧性最优的恢复策略。基于中国高铁网络拓扑和列车运营数据集，探究站点和区间在不同失效、中断场景下的网络运营韧性。研究结果表明，高速铁路网络韧性具有显著的时空分布差异性，功能失效下影响较大的站点主要表现为干线交会处的离散分布，15:00失效时网络表现出较低的韧性水平，设施中断下影响较大的站点和区间表现为“两纵一横”的集中分布，6:00中断时网络性能损失最大，站点和区间在不同时间的重要度排序并不恒定，中断场景下站点或区间的重要度与时序介数表现出更强的相关性。此外，多区间中断发生在枢纽区域导致的网络性能下降明显大于随机区域，与其他4种恢复策略相比，柔性约束下基于Markov决策的最优恢复策略实现了灵活的修复调度，其对网络韧性的提升幅度均超过2%，恢复曲线率先达到较高的韧性水平。研究结果可为高铁运维提供决策依据。  
    关键词：铁路运输;运营韧性;时序网络;Markov决策过程;恢复策略;时空分布   
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    更新时间：2026-04-27

    冯永华, 杨紫安, 王田天, 王钰, 施方成

    DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20251030
    摘要：为进一步探索包覆式转向架气动减阻方法，降低高速列车运行阻力，参考现有的头尾转向架全包覆式列车模型，设计了一种带扰流板的中间车转向架侧包覆式气动减阻结构。通过转向架后端板倾角α和扰流板与转向架的间隙l这2个参数构建了9个设计方案，基于Realizable k-ε湍流模型的雷诺时均法构建了列车气动阻力数值模拟方法，对比分析了不同方案对转向架区域气动阻力特性、转向架舱内压力和速度分布特性的影响，说明了所提出带扰流板的侧包覆式转向架减阻方案的减阻机理。研究结果表明，在中间车转向架区域增加扰流板后，能够避免气流对转向架区域的直接冲击，减少转向架及转向架舱后端板的正压面积，降低气流在转向架舱内的扩散程度，减阻效果明显。在有扰流板的情况下，倾角α越大，进入转向架舱内的气流量越小，转向架减阻效果越好。增加间隙l对转向架舱和转向架的气动阻力影响不大，但是会增加扰流板自身产生的气动阻力。不同参数下优化方案的仿真结果表明，当转向架舱端板倾角为39.84°，扰流板间隙为300 mm时，减阻效果最好，此时中间车减阻率为9.38%，整车减阻率为3.02%。研究通过增加扰流板和改变转向架端板倾角，能够在不影响转向架机械结构的情况下降低气动阻力，为转向架包覆方案的进一步减阻提供了新的思路，为解决列车气动减阻问题提供了参考。  
    关键词：高速列车;转向架;气动减阻;数值模拟;扰流板   
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    更新时间：2026-04-27
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    魏建鹏, 田汉, 张俊超, 王冬花

    2026: 1-14. DOI: 10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20260087
    摘要：为降低建筑拆除过程中的碳排放，选取可拆卸钢框架结构作为对象，开展关键节点的震损控制研究。可拆卸钢框架结构的楼板与钢梁采用可拆卸连接件连接后，既可实现钢构件的拆卸回收利用。首先基于可拆卸钢-混凝土组合节点试验，验证有限元分析的准确性；然后据此研究此类结构的震损控制方法，旨在提升结构的再利用性。具体是通过在节点区域引入可更换的耗能梁段，实现整体结构的震损控制，保证节点区域以外的钢构件处于可循环再利用的弹性无损伤状态。耗能梁段与梁柱采用螺栓用量较少的端板连接形式，并对上下翼缘进行局部削弱，形成颈缩区域，将塑性损伤集中控制于该部位。围绕该新型可拆卸节点，进行了详细的参数设计和抗震性能分析。结果表明：新型节点的塑性铰在预定位置形成，地震损伤集中分布于局部削弱区域，而梁、柱等主体钢构件保持弹性。由理论分析建立了耗能梁段的设计方法，在削弱程度系数α小于1的情况下，地震损伤集中出现于削弱区域，可以实现节点的损伤控制。通过参数分析给出了耗能梁段关键参数切口端距a、切口长度b、切口深度c的具体取值依据。a建议取20 mm；b可参照现有规范取值；c由削弱程度系数α控制取值，可通过理论计算确定。新型节点适用于带可拆卸楼板钢框架结构的震损控制，耗能梁段的参数取值可不考虑楼板影响。  
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    吴刚, 周亿杰, 冯玉林, 祝谭雍, 戴雨祺, 郑宇宙

    2026: 1-12. DOI: 10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20260223
    摘要：为研究喷射玻璃纤维增强复合材料（Glass Fiber Reinforced Polymer，GFRP）-树脂基复合材料加固受损钢筋混凝土梁的抗弯性能及其承载力提升机理，对1根基准对比梁和3根喷射GFRP-树脂基复合材料加固的钢筋混凝土梁进行了抗弯承载能力试验，该3根加固试验梁进行了不同程度的预损伤处理。研究了纤维体积率对GFRP-树脂基复合材料力学性能的影响，阐明了加固梁的破坏模式、荷载-位移关系及应变响应变化规律。研究结果表明，短切GFRP体积率对GFRP-树脂基复合材料力学性能影响较大，短切GFRP体积率25%时，复合材料拉伸强度最大，达到86.77MPa，损伤梁加固时采用该短切GFRP占比来配制复合材料；加固后试件锚固条带与加固层协同受力较好，未发生撕裂破坏，且整个加载过程中GFRP-树脂基复合材料未发生拉断，说明所配置复合材料及施工方法能够满足加固需求；与未加固梁相比，加固试件的开裂荷载、屈服荷载与极限承载力均有显著提高，最大增幅分别为68.9%、91.9%和93.2%，加固效果显著；针对损伤钢筋混凝土梁加固试件由混凝土压碎引起的破坏模式，基于平截面假定，提出了抗弯承载力计算公式，与试验结果相差10.8%，可作为喷射GFRP-树脂基复合材料加固损伤结构设计依据。本文加固方法能有效恢复损伤梁刚度，延缓裂缝发展，有效提升损伤钢筋混凝土梁抗弯承载能力，可为提升钢筋混凝土结构服役性能提供参考。  
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    周文希, 李盈利, 梁云斌, 朱雷威, 陈旭光

    2026: 1-14. DOI: 10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20251950
    摘要：针对工程领域中结构低频减振应用与系统承载稳定性和轻量化设计目标相矛盾的问题，从质量-刚度双物理层面出发，探索惯性-负刚度组合式超结构的低频宽带减振性能。通过融合惯性放大机制与负刚度特性，设计了一种由外部框架和内部串联谐振器构成的三维周期超结构，该结构能有效调和轻量化设计、结构稳定性与低频抑振需求之间的矛盾。采用有限元法系统分析了超结构的能带特性与振动传递率，结果表明其在0-500 Hz范围内可产生多条完全带隙与方向带隙，特别是在50 Hz以下成功开辟了约10.5 Hz宽的低频带隙。深入机理揭示，第一条完全带隙由局域共振效应主导，而惯性放大单元的引入显著提升了系统等效惯性，负刚度预压缩则大幅降低了谐振器的等效刚度，二者协同作用是实现超低频带隙的关键。参数分析进一步证实，通过调节预压缩量可在一定范围内稳健地调控带隙位置，而引入适量阻尼更可促使相邻带隙合并，形成覆盖26-150 Hz的宽频衰减带。实验制备了热塑性聚氨酯材质的超结构样件，测试结果与仿真预测规律吻合，证实了在150Hz以下，惯性-刚度组合式超结构在29.4-123.9 Hz范围内具有显著的振动衰减能力，相对带宽达1.23。综上所述，该惯性-刚度组合式超结构在低频宽带减振、制造成本与工艺可行性方面均展现出显著优势，为工程领域中的附加板结构类型的振动控制提供了一种有效的解决方案。  
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