孙魁
- 作品数：17 被引量：58H指数：5
- 供职机构：华东交通大学土木建筑学院铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江西省主要学科学术和技术带头人培养计划江西省自然科学基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程更多>>
- 连续梁桥上有轨电车嵌入式轨道伸缩力分析被引量：5
- 2019年
- 为研究连续梁桥上有轨电车嵌入式轨道结构在温度荷载作用下的受力变形特性及影响因素,采用线性弹簧模拟梁轨相互作用,建立嵌入式轨道-桥-墩一体化有限元计算模型。以实际工况为例,确定伸缩工况下合理的连续梁两侧简支梁跨数,并探讨梁体温差、高分子材料纵向阻力、小阻力高分子材料铺设范围和桥梁支座布置方案对轨道结构伸缩受力和变形分布规律的影响。研究结果表明:对于多联连续梁桥,当计算伸缩工况时,可取连续梁两侧各5跨简支梁作为边界条件;随着高分子材料纵向阻力的增加,伸缩力逐渐增大,而轨板相对位移逐渐减小,故在设计嵌入式轨道桥上无缝线路时,应综合考虑轨道结构受力和变形的要求;针对本文工况,当从减小钢轨附加伸缩力的角度考虑时,应该选择在连续梁桥左边跨和相邻一跨简支梁上铺设小阻力高分子材料;当桥梁温度跨度较大时,可将连续梁相邻一跨简支梁的固定支座放置在连续梁桥的边墩处,从而使得连续梁桥温度跨度减小。
- 冯青松孙魁雷晓燕刘庆杰张鹏飞
- 关键词：现代有轨电车连续梁桥伸缩力
- 基于响应面法的双块式轨枕多目标优化分析被引量：2
- 2020年
- 为得到双块式轨枕的最优设计参数组合,采用通用有限元软件ANSYS建立双组桁架双块式轨枕的计算模型,详细分析上主筋直径、下主筋直径、连接筋直径、桁架总高度和下主筋间距对双块式轨枕力学特性的影响。基于Box-Behnken试验设计方法,建立堆放工况下桁架钢筋等效应力和垂向位移的响应面函数,并以钢筋等效应力和垂向位移为优化目标函数,对双块式轨枕进行多目标优化分析。结果表明:随着下主筋直径、连接筋直径和桁架总高度的增加,桁架钢筋等效应力和垂向位移均逐渐减小;下主筋直径、连接筋直径、桁架总高度和下主筋间距对于堆放工况下的双块式轨枕力学性能的影响较显著,而上主筋直径对双块式轨枕力学性能的影响相对较小;当上主筋直径、下主筋直径、连接筋直径、桁架总高度和下主筋间距分别为10,9,8,113 mm和70 mm时,双块式轨枕具有较好的力学性能。
- 尹华拓冯青松孙魁罗信伟杨祖宾马晓川
- 关键词：双块式轨枕响应面法多目标优化
- 简支梁桥上嵌入式轨道无缝线路可靠性分析被引量：5
- 2020年
- 为分析关键因素对桥上嵌入式轨道无缝线路力学特性的影响,并基于可靠性理论对其进行评估,采用有限元法建立了简支梁桥上嵌入式轨道无缝线路计算模型,选择高分子材料纵向阻力和梁体温差为随机变量,并根据实际工况确定了随机变量的分布类型和分布参数;通过中心组合试验设计方法设计了响应面试验,采用最小二乘法拟合了随机变量和响应之间的函数关系,从而建立了轨板相对位移关于高分子材料纵向阻力和梁体温差的二次多项式响应面模型,通过方差分析验证了所建立模型的正确性,并采用灵敏度分析方法对随机变量进行了参数敏感性分析;构建了桥上嵌入式轨道无缝线路长期服役性能的极限状态方程,综合运用蒙特卡洛法和响应面模型评估了简支梁桥上嵌入式轨道无缝线路的可靠性。分析结果表明:梁体温差和高分子材料纵向阻力对轨板相位移的灵敏度系数分别为0.99和-0.08,梁体温差对轨板相对位移的影响远大于高分子材料纵向阻力;在考虑参数的随机性以后,温度作用下的轨板相对位移具有一定的离散性,其主要分布在4.0~6.5 mm范围内,且近似服从正态分布;在不采取特殊处理措施的情况下,不宜在年温差较大的地区建造桥上嵌入式轨道;提出的桥上嵌入式轨道无缝线路可靠性评估方法可为嵌入式轨道结构的设计提供理论指导。
- 冯青松孙魁雷晓燕陈华鹏
- 关键词：无缝线路响应面法蒙特卡洛法
- 市域快线减振垫浮置板轨道过渡段动力学分析被引量：3
- 2022年
- 研究目的:为研究市域快线减振垫浮置板轨道过渡段的合理设置,根据车辆-轨道耦合动力学原理,建立车辆-过渡段无砟轨道垂向耦合动力学计算模型,计算CRH6型动车以160 km/h的速度经过双块式无砟轨道-橡胶减振垫浮置板轨道过渡段时所引起的轮轨系统动力响应,并选取钢轨挠度变化率作为评价指标来衡量过渡段设置的合理性,详细分析不同减振垫刚度、过渡段级数和相邻过渡段刚度比对钢轨挠度变化率的影响。研究结论:(1)双块式无砟轨道和橡胶减振垫浮置板轨道连接处的刚度差对轮下钢轨位移和钢轨挠度变化率的影响十分显著,而对车体垂向加速度和轮轨力的影响相对较小;(2)当橡胶减振垫刚度小于或等于50 MPa/m时,钢轨挠度变化率超过0.30 mm/m的限值,需要在两种轨道连接处设置一定长度的刚度过渡段;(3)当标准减振段减振垫刚度为25 MPa/m时,建议设置三级刚度过渡段,每一级过渡段的长度为单块轨道板长,过渡段总长度为19.5 m,且相邻过渡段刚度比取值范围宜为1.4~1.6;(4)本研究结论可为市域快线橡胶减振垫浮置板轨道过渡段的设计提供一定的理论指导。
- 冯青松孙魁
- 关键词：浮置板过渡段
- 现代有轨电车嵌入式轨道结构力学性能分析被引量：2
- 2019年
- 新型有轨电车嵌入式轨道以聚氨酯弹性体材料替换轨道扣件来满足钢轨稳定性要求的结构。结合材料试验数据,采用ABAQUS软件,基于聚氨酯材料非线性本构模型及线性本构模型,在有限元软件中建立嵌入式轨道结构三维有限元模型,分析不同工况下的轨道结构的力学性能。仿真结果表明:当聚氨酯材料分别采用非线性和线性本构模型进行计算时,嵌入式轨道结构受力和变形计算结果差别较小,因此建议聚氨酯材料采用线性本构模型进行计算。改变PVC管的直径,不影响钢轨的竖向及横向位移,但是对填充材料的应力有影响。综合考虑钢轨位移和填充材料受力的影响,PVC管的直径建议取50 mm,填充材料弹性模量建议取2~15 MPa。
- 冯青松谢发明孙魁刘庆杰
- 关键词：现代有轨电车聚氨酯材料非线性本构模型
- CA砂浆层脱空对轨道动力响应及砂浆疲劳寿命的影响被引量：1
- 2021年
- 基于轮轨系统耦合动力学原理和模态叠加法,建立了考虑水泥沥青砂浆层(CA砂浆层)脱空的高速列车-CRTSⅠ型板式无砟轨道垂向耦合动力学模型,分析了板端脱空和板中脱空对钢轨、轨道板和CA砂浆层动力响应的影响,并借助线性累积损伤理论对常温和低温环境下CA砂浆的疲劳寿命进行了分析。结果表明:CA砂浆层脱空对轨道板垂向位移和CA砂浆层动压应力的影响十分显著;与板中脱空相比,板端脱空对无砟轨道结构动力响应的影响更为不利;在常温、低温环境下,板端CA砂浆层脱空长度不宜大于1.6486、0.9063 m;脱空区域的砂浆应及时修补,降低砂浆的损伤速率。
- 王有能孙魁冯青松王永华
- 关键词：高速铁路数值模拟脱空车辆-轨道耦合动力学
- 现代有轨电车嵌入式轨道复合地基优化分析被引量：4
- 2018年
- 为分析有轨电车嵌入式轨道复合地基关键参数并获得最优参数组合,采用有限单元法,建立嵌入式轨道复合地基计算模型.在既有研究的基础之上,采用正交试验方法研究了道床板厚度、支承层厚度、桩身弹性模量、桩径、桩纵向间距这5个关键影响因素对嵌入式轨道复合地基受力和变形的影响,并分别采用极差分析和方差分析对计算结果进行了分析,从而得到了关键影响因素和最优参数组合.结果表明:采用正交试验方法,可以在保证分析结果正确性的基础之上大大减少试验次数;桩身弹性模量对钢轨竖向位移影响最大,支承层厚度对道床板纵向弯矩影响最大,桩径对钢轨竖向位移影响较大;桩纵向间距对钢轨竖向位移、轨道纵向弯矩和支承层纵向拉应力的影响均极显著,故在确定桩纵向间距取值时,应综合考虑轨道结构的服役性能和复合地基的工程造价;最佳有轨电车嵌入式轨道水泥土搅拌桩复合地基设计方案为道床板厚度0.20 m、支承层厚度0.26 m、桩身弹性模量280 MPa、桩径0.75 m、桩纵向间距1.40 m.本研究成果对有轨电车嵌入式轨道复合地基设计具有参考价值.
- 冯青松孙魁王威张思皓雷晓燕
- 关键词：现代有轨电车复合地基正交试验
- 有轨电车轨道病害现场调研与分析被引量：9
- 2019年
- 对国内运营3～4年的3个城市有轨电车线路现场调研发现,轨道主要病害包括:在平交道口位置,轨道周围沥青混凝土路面易发生开裂与破损,且路面与轨道易发生不均匀沉降;钢轨两侧的沥青混凝土路面易发生棱边破损;部分地段发生了轨面沉降而导致轴箱与底部结构物发生剐蹭;扣件罩顶部的路面易发生开裂与破坏;桥梁刚度过渡设置不合理易诱发扣件松动。对各种轨道病害的诱因进行分析,并提出相应的防治建议,如钢轨两侧采用预制型钢包边的钢筋混凝土板,在钢轨与预制混凝土板之间设置一定宽度的橡胶块;加强轨道与公路路面以及两种交通路基的匹配性设计。
- 黄大维冯青松罗信伟罗锟刘庆杰孙魁
- 关键词：有轨电车病害路基
- 基于惯性基准法的短波不平顺影响因素研究被引量：1
- 2021年
- 针对轨面短波不平顺敏感因素问题,利用多体动力学软件Universal Mechanical建立车辆-轨道耦合动力学模型,基于惯性基准法原理仿真检测轨面短波高低不平顺,分析轨道结构及其关键参数对轨面短波高低不平顺的影响.分析结果表明,柔性轨道估算不平顺大于无质量轨道,最大幅值差为0.076 mm,轨道结构振动对轨面短波高低不平顺具有一定影响,主要影响波长范围为0.15~0.46 m;扣件系统垂向刚度对短波不平顺的影响较大,幅值变化明显,波长0.15~0.33 m内轨道谱随扣件刚度的增大显著增大;短波不平顺随扣件阻尼、路基支承刚度及路基支承阻尼的增大而减小,主要影响波长范围分别为0.27~0.46、0.15~0.33及0.28~0.40 m;短波不平顺随轨枕间距的增大而略增大.研究成果可为短波不平顺的维护与控制提供理论依据,为列车运营安全提供保障.
- 徐金辉许晨霄冯青松王浩孙魁
- 关键词：铁道工程车辆-轨道耦合动力学轨道谱
- 高架小半径曲线无缝线路挠曲受力及变形研究被引量：1
- 2022年
- 针对城市轨道交通小半径曲线地段列车荷载引起的挠曲问题,基于梁轨相互作用原理建立曲线地段梁-轨计算模型,并考虑参数一致条件下的直线线型,分析单线列车荷载、双线列车对称荷载及双线列车非对称荷载作用对无缝线路挠曲受力与变形的影响。结果表明:直线线型与曲线线型挠曲受力及变形的分布规律基本一致,曲线地段钢轨横向位移与墩台垂直线路方向的受力远大于直线地段;在单线列车荷载作用下,曲线外侧线路的受力与变形往往大于曲线内侧,直线线型与曲线线型的计算结果相差较大,而双线列车对称荷载作用下相差较小,其原因为单线列车偏载引起桥梁扭转变形较大;双线列车偏载作用对曲线内外两侧线路力学性能影响较大,尤其当荷载作用于桥台时,桥台位置的受力变化较大。
- 刘文武罗信伟冯青松孙魁许晨霄
- 关键词：小半径曲线桥上无缝线路列车荷载受力特性
