研究铁路隧道在不同的轴负载下子结构振动定律和卫生条件

文摘

本文根和27-ton轴重型卡车是用来进行移动加载和动态实车测试了部分,完整的部分,一个铁路隧道的修复部分基础测试隧道基底结构的动态性能的变化轴加载和健康状况。通过分析动态响应和疲劳寿命的影响规律的重型运输铁路不同基底条件下(完好无损、损坏和修理),铁路隧道设备的适应性货运卡车轴负载是澄清。结果表明,(1)的完整部分隧道可以满足25吨重的正常运行和27-ton轴负载货运列车状况良好。(2)根的正常运行和27-ton轴负载货运卡车由裂缝严重影响部分的隧道。当隧道基底裂缝逐渐掏空了地下水,严重的交通事故,如车辆震动和出轨可能会发生。(3)隧道的修复部分可以满足25吨重的正常运行和27-ton轴负载货运列车采用集成综合治疗后“Anchor-Injection-Drainage”。研究结果将具有参考意义的条件评估和疾病治疗的地下室结构重运输铁路隧道。

1。介绍

重型运输铁路已经成为世界上运输散装货物的最佳选择,因为它的优点大体积,高速度、低能耗和低成本。然而,这是不可避免的,重型运输铁路隧道施工和完成必然会有更大的隐患,由于轴承的训练负荷结构的基础。很多学者研究了应力分布特征和重型运输铁路隧道结构的动力响应高训练负荷条件下(1- - - - - -15]。但仍有不足的理解子结构的振动特点的重型运输铁路隧道在不同的轴负载和卫生条件。因此,它具有重要意义对地下室结构的振动特性研究重型运输铁路隧道在不同的轴负载和健康状况。

在中国有很多铁路隧道,其中大部分都是长隧道(16]。条件下运行的10000吨和20000吨C80货运卡车,一些结构性缺陷逐渐出现在铁路隧道,尤其是地下室裂缝损伤,关节,隧道施工变量避难所隧道横截面,和泄漏的水,尤其明显。此外,排水系统堵塞的问题,沟淤塞,地下室积水的隧道结构,压力轴承也突出(17]。

2。动态压力和隧道基底结构的振动响应

本文根和27-ton轴重型卡车是用来进行移动加载和动态实车测试了部分,完整的部分,修复部分(采用“Anchor-Injection-Drainage”)的集成综合治疗的一个铁路隧道的基础。动压应力和振动加速度的作用下隧道基底结构的根和27-ton轴负载货运卡车在不同健康状况进行了分析。典型的负载特性的基础部分现有的铁路隧道在操作条件下的根和27-ton轴负载货运卡车以及压力和振动结构掌握的法律基础。它提供了压力的测量数据检查和评估的基础结构的典型部分现有的铁路隧道。

2.1。测试内容

动态测试是测试隧道基底结构的动态性能与轴加载和健康状况的变化。(1)动态响应和适应性分析,典型的铁路隧道基底结构C80(根轴负载)和C80E (27-ton轴负载)货运卡车完好无损的情况下隧道基底结构(2)动态响应和适应性分析,典型的铁路隧道基底结构C80(根轴负载)和C80E (27-ton轴负载)货运卡车隧道基底结构开裂条件下(3)动态响应和适应性分析,典型的铁路隧道基础结构C80(根轴负载)和C80E (27-ton轴负载)货运卡车的条件下隧道基底结构裂纹损伤锚固钢筋

2.2。测试方法

本文中使用的测试方法如下:(1)隧道基底结构的动态压力测试:动态压力传感器安装在不同位置的混凝土表面填充层,和一个动态采集仪器用于监控的动态应变混凝土表面的填充层当火车穿过隧道(2)振动加速度测试隧道基底结构:振动加速度传感器安装在不同位置的混凝土表面填充层,和一个动态采集仪器用于监控填充层表面的振动加速度当火车穿过隧道

2.3。布局的测试点和测量点工作

测试网站如下。隧道基底结构的现场动态测试在测试进行隧道,主要包括动态压力测试和振动加速度测试隧道基底结构的填充层表面。隧道结构的内容和数量的点测试如表所示1。

测试的作用下火车,动态应变和三轴动态响应(振幅、强振动频率、加速度和固有频率)和其他参数的隧道基底结构测试掌握动态负载下隧道结构的工作状态。

测点布置如图1。

2.4。测试项目的概况

三个部分(裂缝部分,完整的部分,修复部分)选择一个铁路隧道的结构动态测试。压力、振动、安全和其他参数作用下隧道基底结构的车辆进行了测试。测试网站数据所示2- - - - - -5。

2.5。测试机车的载荷图

DF8B机车的试验车辆由一个部分在头和一个尾巴,21部分C80特殊货运卡车(根轴负载)和10个部分C80E特殊货运卡车中间(27-ton轴负载)。载荷图如图6- - - - - -8。

3所示。分析测试数据

垂直动态应力、振动加速度和测试数据填充层隧道基底结构的比较分析了在这一节中。

3.1。垂直填充层的动态应力分析隧道基底结构

以这条隧道为例,垂直动态应力的转化填充层的顶面完整的区域,裂纹区,和修复区当测试列车通过数据所示9- - - - - -11。结果表明,DF8B机车的动态应力高于C80E货运车,和最大垂直动态应力出现在DF8B机车转向架,21.82 kPa, 33.91 kPa,和31.70 kPa,分别表现出日益增长的趋势。C80的平均动态应力特殊卡车11.25 kPa, 30.84 kPa,和28.37 kPa,增加然后减少;C80E特殊卡车的平均动态应力15.98 kPa, 31.09 kPa,和29.07 kPa,也增加,然后降低。

的垂直动态应力转化填充层的顶面下完整的轨道区,裂纹区,和修复区当测试列车经过数据所示12- - - - - -14。结果表明,DF8B机车的动态应力高于C80E特殊货运车,和最大垂直动态应力值出现在第一部分的转向架C80E特殊货运车,150.74 kPa, 154.12 kPa,和152.14 kPa,分别增加,然后降低。C80的平均动态应力特殊卡车116.27 kPa, 120.74 kPa,和117.47 kPa,分别也增加然后减少;C80E特殊卡车的平均动态应力139.33 kPa, 147.59 kPa,和143.22 kPa,也增加,然后降低。

3.2。振动加速度分析填充层隧道基底结构

以这条隧道为例,上表面的振动加速度直接仰拱填充层的下面完整的跟踪区域,垂直于水平方向(X设在),沿水平方向(Y设在)和垂直方向(Z设在)线,如图15- - - - - -17。结果表明,振动加速度的DF8B机车是高于C80E特殊的货运卡车。振动加速度值的顺序C80特殊卡车是垂直的(Z沿行水平(设在)>Y设在)>垂直直线水平(X设在)。的最大垂直振动加速度水平(X设在),沿行水平(Y设在)和纵向(Z设在)是0.17 m / s²,1.77 m / s²和2.41 m / s²分别表现出日益增长的趋势。结果表明,平均振动加速度C80E特殊的卡车X设在,Y设在,Z设在0.05 m / s²,0.51 m / s²和1.23 m / s²分别表现出日益增长的趋势;的平均振动加速度C80E特殊卡车上X设在,Y设在,z设在0.03 m / s²,0.35 m / s²和0.82 m / s²分别表现出日益增长的趋势。

垂直振动加速度(z轴)的直接仰拱填充层的顶面以下跟踪在破裂区测试列车通过数据所示18- - - - - -20.。结果表明,振动加速度值的顺序C80特殊卡车(1)垂直(Z沿行水平(设在)>Y设在)>垂直直线水平(X设在);(2)裂纹区>完整的区域。的最大垂直振动加速度直线在水平方向上(X设在)、水平(Y设在)和垂直方向(Z设在)分为三个部分。的平均振动加速度C80E特殊卡车X设在,Y设在,Z设在3.21 m / s²,2.01 m / s²和1.82 m / s²分别;的平均振动加速度C80E特殊卡车X设在,Y设在,Z设在2.37 m / s²,1.97 m / s²和1.95 m / s²,分别。

垂直振动加速度(Z设在)直接仰拱填充层的顶面以下跟踪修复区当测试列车通过数据所示21- - - - - -23。结果表明,振动加速度的DF8B机车是高于C80E特殊的货运卡车。振动加速度值的顺序C80特殊卡车修理区(1)垂直(Z沿行水平(设在)>Y设在)>垂直直线水平(X设在);(2)裂缝区>修复区>完整的区域。的最大振动加速度C80E特殊的卡车是0.15 m / s²,2.40 m / s²和2.26 m / s²分别;的平均振动加速度C80E特殊卡车X -,Y -,Z相互重合是0.02 m / s²,0.48 m / s²和0.37 m / s²分别;的平均振动加速度C80E特殊卡车X- - - - - -,Y -,Z相互重合是0.01 m / s²,0.26 m / s²和0.34 m / s²,分别。

3.3。测试数据对比

沿着隧道结构载荷的分布规律总结,和隧道结构的振动载荷下重型运输铁路被掌握。加载模式,系统的动态性能进行了讨论。

3.3.1。比较分析测试数据的完整,A1水平裂缝,钢筋部分

通过比较和分析测试数据(如图24- - - - - -26),比如最大垂直动态应力在仰拱填充层的顶部,顶部的最大垂直动态应力的仰拱填充层,顶部的最大垂直加速度跟踪下仰拱填充层的完整部分,A1水平裂缝的部分,和钢筋部分,获得以下规则:(我)最大垂直动态应力在仰拱填充层直接跟踪以下是A1水平裂缝部分> >钢筋部分完整的部分(2)最大垂直动态应力的顶部填充层是A1水平裂缝部分> >钢筋部分完整的部分(3)的最大垂直振动加速度直接仰拱填充层的顶面以下跟踪A1水平裂缝部分>完整部分>钢筋部分

3.3.2。测试数据的比较分析DF8B, C80, C80E

通过比较和分析测试数据中心的道路上仰拱填充层的顶部的最大垂直动态应力值和仰拱填充层DF8B机车的追踪下,C80特殊货运卡车(根轴负载),和C80E一般货运卡车(27-ton轴负载),获得以下规则:(我)最大垂直动态应力的中心的道路上仰拱填充层:DF8B机车> C80E通用货运卡车(27-ton轴负载)> C80专用货运卡车(根轴负载)。(2)最大垂直动态应力在仰拱填充层直接跟踪以下:DF8B机车> C80E通用货运卡车(27-ton轴负载)> C80专用货运卡车(根轴负载)。(2)完整部分的垂直振动加速度:DF8B机车> C80特殊货运卡车(根轴负载)> C80E一般货运卡车(27-ton轴负载)。(3)的垂直振动加速度A1水平裂缝部分:DF8B机车> C80特殊货运卡车(根轴负载)> C80E一般货运卡车(27-ton轴负载)。(iv)Thevertical钢筋截面的振动加速度:DF8B机车>C80特种卡车(根轴负载)> C80E一般卡车(27-ton轴负载)。

4所示。结论

通过分析动态响应和疲劳寿命的影响规律的重型运输铁路不同基底条件下(完好无损、损坏和修理),铁路隧道设备的适应性货运卡车轴负载是澄清。(1)的完整部分隧道可以满足25吨重的正常运行和27-ton轴负载货运列车状况良好。(2)25吨重的正常运行和27-ton轴负载货运卡车由裂缝严重影响部分的隧道。当隧道基底裂缝逐渐掏空了地下水,严重的交通事故,如车辆震动和出轨可能会发生。(3)的修复部分隧道可以满足25吨重的正常运行和27-ton轴负载货运列车采用集成综合治疗后“Anchor-Injection-Drainage”。

数据可用性

数据用于支持本研究的发现文章中是可用的。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关这篇文章的出版。

确认

作者感谢的支持研究和开发项目的中国铁路科技公司(没有。P2018X011)。

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