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2013年  第13卷  第5期

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道路与铁道工程
水泥混凝土路面早龄期温度场性状与控制方法
胡昌斌, 孙增华, 王丽娟
摘要: 提出了基于水泥混凝土路面温度应力、固化基础温度、固化温度差和养生温度的早龄期温度场控制原则, 采用专用水泥混凝土路面早龄期温度场数值模拟程序, 进行了路面早龄期温度场参数的敏感性和影响特性分析, 评估了路面早龄期温度场控制措施的有效性。分析结果表明: 与材料参数相比, 环境施工参数是影响路面早龄期温度特征的主要因素; 选择合适的铺筑时刻、环境条件可使板顶板底温度差改变达20℃; 采用恰当的养护方式和养护材料可降低路面板温度12℃以上; 混凝土摊铺温度、水灰比和水泥用量对固化基础温度影响显著; 对于特定温度控制指标, 各影响参数敏感性并不相同, 需结合现场路面板早龄期温度仿真平衡措施影响。更多>
2013, 13(5): 1-9.
摘要(708) HTML (78) PDF (760KB) (1057)
基于降温功能的沥青路面热反射涂层性能分析
郑木莲, 何利涛, 高璇, 王飞, 程承
摘要: 为改善沥青路面夏季高温稳定性, 缓解城市热岛效应, 将一种新型热反射涂层涂布于沥青路面表面, 分析了热反射涂层的工作原理, 研发了热反射型沥青路面热物理环境性能综合测试设备, 利用测试设备研究了不同颜色涂层对沥青混合料的降温效果, 并利用摆式摩擦仪评价了不同厚度涂层的抗滑性能。分析结果表明: 白色热反射涂层降温效果优于灰色涂层, 试件表面白色热反射涂层室内降温极限可达18℃~25℃, 在试件内部2.5cm处可降低9.4℃, 灰色涂层表面可降低12℃; 热反射涂层的降温能力随涂层厚度的增大而增大, 但达到一定厚度后, 降温效果趋于恒定, 综合考虑降温效果与造价, 热反射涂层最佳用量为0.6kg·m-2; 随着涂层厚度的增大, 表面抗滑性能降低, 需要在涂层中添加抗滑颗粒, 以满足行车安全性要求。更多>
2013, 13(5): 10-16.
摘要(785) HTML (185) PDF (512KB) (1372)
CRCP+AC复合式路面结构损伤与参数敏感性分析
王斌, 黄卫, 杨军, 张磊
摘要: 分析了CRCP+AC复合式路面结构塑性损伤, 研究了不同荷载作用条件下结构应力与损伤的空间分布规律。利用正交试验方法, 以结构的拉张损伤作为考察指标, 对多种复杂的结构因素与环境因素进行了参数敏感性分析, 得到了各因素影响规律。根据极差、方差分析结果, 区分了变温作用、温度与荷载耦合作用条件下的主要与次要因素, 并依据影响效果进行了次序排列。研究结果表明: 结构损伤在CRCP面板深度范围内的分布存在差异, 导致拉应力的差异化分布; 重复行车荷载作用时, 随着结构应力软化现象的加剧, 结构损伤在初期呈现台阶式上升趋势, 后期则增长平稳; 根据结构最大塑性主应变的矢量方向可判断结构裂缝平面的法向; 综合考量不同荷载作用的分析结果, 沥青面层厚度、混凝土的线膨胀系数与面板的支撑情况是影响CRCP结构损伤最为重要的因素。更多>
2013, 13(5): 17-26.
摘要(608) HTML (141) PDF (1098KB) (671)
铁路斜拉桥上无缝线路纵向力规律分析
王平, 刘浩, 魏贤奎, 肖杰灵
摘要: 运用梁轨相互作用原理, 建立了斜拉桥上无缝线路纵向力计算模型, 编制了计算软件, 以一座铁路常用双塔钢桁斜拉桥为例, 研究了斜拉桥上无缝线路纵向力规律。分析结果表明: 可将斜拉桥简化为跨中设置固定支座的连续梁进行钢轨伸缩力计算; 计算钢轨挠曲力时, 可在斜拉桥主跨及其邻跨上布置荷载, 或仅在斜拉桥主跨上布置荷载, 而且不必考虑列车入桥方向的变化; 铁路斜拉桥需设置速度锁定器以有效限制列车制动作用下的主梁纵向位移, 减小线路受力变形; 斜拉桥上铺设无缝线路应采用梁轨相互作用法以精确计算钢轨断缝值。更多>
2013, 13(5): 27-32.
摘要(940) HTML (203) PDF (553KB) (787)
载运工具运用工程
弹性轨道梁上磁悬浮控制方法
王辉, 钟晓波, 沈钢
摘要: 为了有效抑制磁悬浮车轨耦合振动, 将车轨耦合振动系统简化为单铁-弹性轨道模型, 利用状态观测器将轨道梁振动信息引入控制系统, 设计了全状态反馈最优控制器, 并基于dSPACE搭建了小比例弹性轨道梁磁悬浮耦合振动试验台。与传统控制方法进行了对比, 发现所提出的控制方法能够在较小的轨道梁刚度与无阻尼条件下依然保持悬浮系统的稳定; 阶跃响应的试验台测试结果表明, 利用所设计的控制器, 系统能够在0.3s进入稳定状态, 超调量仅为4%。分析结果表明: 所提出的控制方法能够有效抑制磁悬浮车轨耦合振动, 在满足稳定悬浮的同时, 降低了系统稳定性对轨道梁特性的过分依赖。更多>
2013, 13(5): 33-38.
摘要(598) HTML (127) PDF (475KB) (678)
新型货车径向转向架低动力性能与连接可靠性
李亨利, 李芾, 潘树平, 伏凯, 王勇
摘要: 为实现重载货车转向架轮轨低动力作用, 根据中国铁路重载运输的实际情况和转K7型转向架的运用效果提出了一种新型货车径向转向架方案: 对原整体副构架结构进行优化, 采用了独立承载鞍, 并由内外侧两铆钉连接承载鞍和副构架体。基于多体系统动力学方法, 以中国C70EF型敞车为研究对象, 利用SIMPACK软件建立车辆-轨道耦合动力学模型, 计算了新型径向转向架轮轨动力性能, 分析了副构架和承载鞍作用力的规律, 并以此进行了副构架连接可靠性的有限元仿真计算和疲劳可靠性台架试验。分析结果表明: 与转K7型转向架相比, 新型径向转向架受到0.01 rad的轨道低接头脉冲激扰时, 可降低轮轨低频力约10.78%; 受到AAR5动态线路激扰时, 轮轨垂向力和横向力可分别降低约2.98%~4.03%、2.96%~9.77%, 整车轮轨磨耗功率降低约5.03%~29.46%; 承载鞍内侧铆钉受力明显大于外侧铆钉, 内侧铆钉孔边缘应力最大值约为180.76 MPa, 铆钉剪切应力为58.13 MPa, 均小于相应材料的许用应力345、128 MPa, 具有足够的疲劳强度和运用可靠性。更多>
2013, 13(5): 39-46.
摘要(704) HTML (94) PDF (690KB) (981)
机车自导向径向转向架轮轨接触特性
毕鑫, 马卫华, 王少林, 罗世辉
摘要: 研究了三轴机车径向导向机构工作原理, 采用数值仿真的方法分析了机车径向转向架和常规转向架通过缓和曲线时轮轨接触特性。研究结果表明: 径向机构能够均衡前后轮对的导向力矩, 改善机车一系悬挂的受力, 有利于转向架构架向曲线径向方向摇头; 常规转向架导向轮对易发生轮缘贴靠, 产生较大冲角, 而径向转向架轮对能够在较大半径下维持较小的冲角, 导向轮对发生轮缘贴靠以后会削弱径向转向架的导向性能; 两种转向架轮对的蠕滑力分布规律一致, 导向轮对横向蠕滑力大于纵向蠕滑力, 第3轮对纵向蠕滑力大于横向蠕滑力; 横向蠕滑力的变化过程表现出强的非线性规律, 较小的冲角就会产生较大的横向蠕滑力。更多>
2013, 13(5): 47-53.
摘要(776) HTML (208) PDF (590KB) (1117)
S型辐板车轮声辐射优化设计
刘林芽, 张斌, 邵文杰, 吕锐
摘要: 为了降低铁路列车车轮在运行中产生的振动噪声, 将结构动力优化原理应用于车轮结构截面优化设计中, 利用轮轨动力学有限元数值模拟和边界元声学模拟相结合的方法, 建立以车轮结构声辐射功率为目标函数的铁路列车低噪声车轮声辐射优化模型, 运用结构振动声辐射优化理论与多参数高效寻优的遗传算法进行求解, 实现低噪声车轮的声辐射优化设计。通过对优化车轮和标准车轮的振动声辐射对比分析发现, 优化车轮较标准车轮在辐板处的振动减小最明显, 最大振动加速度幅值由209.2 m·s-2减小为194.6 m·s-2, 优化车轮声辐射功率较标准车轮声辐射功率在大部分频段上均有所减小, 在1 200 Hz与3 200 Hz处降低比较明显, 分别达到2.31 dB和2.42 dB, 说明利用遗传算法对铁路列车车轮进行最优化设计是有效的、可行的, 给铁路列车减振降噪提供了一种途径。更多>
2013, 13(5): 54-60.
摘要(652) HTML (132) PDF (636KB) (806)
船用水润滑橡胶尾轴承静刚度计算模型
张圣东, 刘正林
摘要: 为了解决水润滑橡胶尾轴承静刚度选取时, 经验值与实际值相差较大的问题, 提出了一种基于唯象理论的水润滑橡胶尾轴承静刚度计算模型。应用线性回归法和有限元法对计算模型进行线性化处理, 求得静刚度模型参数, 并用方差分析法对尾轴承静刚度的影响因素进行显著性检验。通过试验对尾轴承静刚度计算模型的正确性和有效性进行验证, 提出了刚度修正系数。分析结果表明: 长径比对尾轴承静刚度的影响最显著, 弹性模量和比压次之, 橡胶厚度影响最小; 静刚度计算模型与参考文献中估算法和经验法相比, 静刚度最小与最大相对误差分别为0.41%和34.77%, 静刚度更接近橡胶尾轴承实际数值; 橡胶尾轴承静刚度随比压升高非线性增大, 最大达1.83×108 N·m-1。更多>
2013, 13(5): 61-66.
摘要(836) HTML (122) PDF (674KB) (777)
交通运输规划与管理
铁路技术站到发车流的时空不均衡三维度量方法
薛锋, 陈崇双, 杨运贵
摘要: 为了测定铁路技术站到发车流时空上的不均衡性, 分析了到发车流时间、列车到发数量、技术站衔接方向的特点, 提出了到发车流不均衡性的计算方法。通过分析技术站到发车流的时空不均衡性对技术站的影响, 考虑了不同衔接方向的车流结构、转化范围与到达间隔时间, 设定了线路方向、列车数量等相关参数。应用最大方差比值法, 计算了到发车流时间与不同衔接方向到发车流数量的不均衡程度, 基于基尼系数, 计算了不同时间段车流到发数量的不均衡程度。从空间、时间、数量3个角度将到发车流的三维不均衡特性进行分解, 描述了到发列车数量与时间、空间转换的关系, 建立了铁路技术站到发车流的不均衡三维度量方法, 并以贵阳南站为例进行了实例验证。研究结果表明: 当接车数量为67列、计算时间为12h、接车数水平设置为4时, 不同衔接方向到发车流数量的不均衡程度为0.21, 到发车流时间的不均衡程度为0.03, 不同时间段车流到发车流数量的不均衡程度为0.13。车流总体比较均衡, 符合贵阳南站的实际情况。更多>
2013, 13(5): 67-75.
摘要(735) HTML (137) PDF (433KB) (909)
2012年中国高速公路网运输状态
李彬, 肖润谋, 陈荫三
摘要: 以中国高速公路联网收费系统数据库为主, 并辅以收费站典型抽样调查, 分析了中国高速公路网运输状态。分析结果表明: 与2011年相比, 2012年度高速公路网客运密度同比下降5.09%;小客车(不大于7座客运车辆) 完成的周转量在旅客周转量中的比重为49.99%, 同比上升2.88%;Ⅰ型客车平均速度下降3.68%, Ⅱ型客车平均速度下降3.18%, Ⅲ型客车平均速度下降4.12%, Ⅳ型客车平均速度上升0.25%;货运密度同比下降9.59%, 汽车列车完成货物周转量的80.46%, 货运车辆的空车走行率为21.22%, 同比下降1.02%;按照GB 1589—2004治超标准, 超限30%以上的货车比重为3.16%。2012年, 中国高速公路小客车旅客运输持续保持快速增长态势, 营业性客运旅客运输和货物运输增长态势均有所放缓。更多>
2013, 13(5): 76-82.
摘要(564) HTML (87) PDF (624KB) (638)
农村居民出行目的地选择行为模型与影响因素分析
杨琦, 杨云峰, 袁华智, 冯忠祥, 慈玉生
摘要: 为分析农村居民出行目的地选择的影响因素与影响过程, 应用自主设计的调查问卷, 获得3 329份农村人口出行特征数据。按照农村居民常规出行目的地分布情况, 将目的地划分为邻村、乡镇、县城和市区。运用非集计理论, 将农村居民的性别、年龄、教育程度、家庭年总收入、出行目的和出行距离等个人、家庭和出行属性作为影响因素, 并将4个目的地作为4个选择肢, 建立了农村居民出行目的地选择行为度量模型, 并结合弹性理论分析了各个影响因素的敏感度。分析结果表明: 农村居民的出行属性中出行距离和出行目的2个影响因素对应的弹性值均大于1, 说明这些因素对出行目的地选择富有弹性, 影响显著; 年龄、是否换乘和所需时间3个因素对部分目的地的选择富有弹性; 性别、受教育程度、家庭年总收入和出行时间4个因素对应的弹性值均小于1, 说明这些因素对出行目的地选择缺乏弹性。更多>
2013, 13(5): 83-90.
摘要(639) HTML (109) PDF (417KB) (1030)
高速公路施工区限速标志位置确定方法
于仁杰, 马荣国, 韩海, 阎莹, 王俊凌
摘要: 根据驾驶人的视认性和短时记忆理论, 分析了限速标志影响下的驾驶人自适应性和车辆的易操控性, 计算了高速公路施工区内限速标志的前置、后置和重复距离。基于高速公路施工区长度划分计算模型, 考虑了车辆排队长度、驾驶人短时记忆以及重复距离等因素, 提出了高速公路施工区限速标志位置确定方法, 并运用VISSIM仿真软件进行实例验证。仿真结果表明: 在最低限速为40 km·h-1 、大车混入率为40%条件下, 当交通量为1 400 pcu·h-1时, 一、二、三级限速标志的最小冲突率分别为0.06、0.10、0.21次·m-1, 最大冲突率分别为0.56、0.14、0.23次·m-1; 当交通量为1 960 pcu·h-1时, 三级限速标志的最小冲突率分别为0.84、0.28、0.36次·m-1, 最大冲突率分别为0.87、0.31、0.40次·m-1; 当交通量为2 240 pcu·h-1时, 三级限速标志的最小冲突率分别为0.72、0.31、0.39次·m-1, 最大冲突率分别为0.74、0.34、0.48次·m-1。更多>
2013, 13(5): 91-98.
摘要(748) HTML (189) PDF (454KB) (1030)
基于增值服务的服务型制造企业商业模式
方红卫, 马建
摘要: 针对服务经济大背景下制造业由生产型向服务型转型的问题, 研究了增值服务与服务型制造业的关系。分析了服务型汽车制造业的增值服务类型, 提出了汽车制造业增值服务的开发模型和基于增值服务的商业模式, 从业务模式、交易模式和定价模式3方面研究了陕汽集团服务型制造的商业模式。研究结果表明: 传统汽车制造企业通过整合社会资源或者发展增值服务, 可构建平台化的商业模式, 并依托产品与增值服务的组合形成整体解决方案, 为企业创造新的竞争优势, 加速传统汽车制造企业的转型。更多>
2013, 13(5): 99-104.
摘要(476) HTML (102) PDF (390KB) (984)
交通信息工程及控制
网络化动态调控下城市路网交通拥堵控制技术综述
黄大荣, 宋军, 李淑庆, 向红艳
摘要: 以网络化动态链接交通装备下的城市交通安全监控为应用背景, 从路网交通安全性能评估的可靠性评价指标和评价方法出发, 分析了城市路网交通拥堵控制技术的国内外研究现状, 指出了路网交通拥堵控制技术研究存在的问题和进一步研究方向。分析结果表明: 由于网络化动态调控下交通信息资源存在传输时延、数据丢包与数据异常等缺陷, 当前路网交通拥堵控制技术存在整体协调能力不强、多维动态模式研究欠缺以及出行者与交通系统之间的协调控制能力偏弱等缺陷; 通过网络链接动态调配资源, 实现路网交通拥堵状态下的联动控制, 不仅需要考虑传统的交通畅通因素, 还需要综合考虑信息传输机制、信道容量大小等与信息资源密切相关的因素; 提出路网拥堵控制的关键子模型, 并集成子模型构建了一种基于模型化方法的路网交通拥堵控制技术体系框架, 框架的核心是交通数据库的建设; 城市路网交通拥堵的分布式智能控制方法、自适应智能控制方法与集成型智能控制方法是未来重点关注的研究方向。更多>
2013, 13(5): 105-114.
摘要(871) HTML (152) PDF (535KB) (1186)
基于数值积分的机载导航系统ANP评估算法
赖际舟, 王玮, 刘建业, 柳敏, 马燕玲
摘要: 为了准确评估飞机的实际导航性能, 确保飞行安全, 研究了基于性能导航运行方式下的机载综合导航系统的位置误差二维正态分布特性, 建立了ANP评估中飞机估计位置的误差模型, 推导了其概率误差圆的数值积分, 并提出了一种基于导航误差数值积分的机载综合导航系统ANP实时评估算法。以大型客机的典型综合导航方式为例, 对评估算法进行了仿真验证。仿真结果表明: ANP值能有效达到95%的误差估算精度, 算法能可靠地评估组合导航系统的实时误差特性, 具有较高的实际导航性能评估精度, 是一种切实有效的方法。更多>
2013, 13(5): 115-120.
摘要(538) HTML (109) PDF (529KB) (1508)
电气化铁路输电导线线股接触区磨损特性
赵美云, 刘正林, 赵新泽, 高伟, 汪启峰
摘要: 以LGJ150/25型钢芯铝绞线为试验导线, 在自制试验装置上模拟了在干燥和酸性条件下导线的微风振动, 采用扫描电子显微镜和能谱仪观察试验导线磨痕微观形貌与成分, 建立了相同工况下内外层线股接触区有限元模型, 分析有限元模型的计算结果与磨痕形貌。分析结果表明: 2种条件下内层铝线股接触区的磨痕形状与应力分布均为椭圆形, 其长轴与线轴中心呈一定夹角; 铝线股接触区磨损特性与接触应力分布相关, 接触区中心区接触应力明显高于其他区域, 高应力使表面产生塑性变形与大量磨损微粒; 磨损边缘区发生了弹性变形, 受中心区特别是过渡区突变应力挤压作用, 产生了表层组织的塑性流动和堆积现象; 在中心区与边缘区的过渡区域存在应力集中, 法向压应力和剪应力发生突变, 滋生了疲劳裂纹。更多>
2013, 13(5): 121-126.
摘要(853) HTML (223) PDF (566KB) (781)

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