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《强风区电气化铁路挡风墙的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、强风区电气化铁路挡风墙的研究前沿动态2011年第2期触条件只有在罚因子趋向无穷时才能被精确满足,冈此实际计算时罚方法的接触条件只能近似满足.结合两种方法的优点,克服其不足,将两者联合使用,产生了各种修正的Lagrange乘子法,其中摄动Lagrange乘子法和增广Lagrange乘子法是使用较多的两种方法.接触力学方法的优点在于接触的情况可以在计算过程中进行判断,因此可以模拟接触体之间分离,接触等不同的接触状态.2.4.2接触面单元接触面单元是与上述方法不同的一种模拟方式.它将可能接触的交界面视作边界,用单元模拟交界面的接触现象.南于接触
2、单元法具有概念清晰,简单易行,接触面的复杂力学特性可通过不同接触面本构模型进行反映等优点,它在岩土_T程边值问题的求解巾被』,'泛应用.Ngo和Scordelis提m一种两节点链杆单元来进行两个物体间接触问题的模拟.该单元两点之间用相互正交的两个弹簧联结,分别模拟切向和法向刚度.Goodman等提m了一种接触面单元模拟岩石节理,这种单元无厚度,通过给出法向和切向的劲度系数模拟接触面法向和切向的变形特性.这种单元可以模拟接触面上不连续变形的情形,是一个重要的进步.于丙子等推导m了三维等参节理单元的有限元格式,为j维应用提供了基础.薄层单元的
3、概念与实际试验现象较符合,同时具有反映接触面复杂加载条件下的力学特性的条件,在实际应用中被广泛采用,很多接触面本构模型通过薄层单元进行数值实现,应用到边值问题的求解中.如分析桩基,面板堆石坝,锚索,铁路结构,地下结构等.Wang等运用Delaunayi角网方法对计算过程中接触面单元进行网格重划分,使得接触面在发生较大变形时仍有较好的形态并保证了土与结构系统的整体形态.采用薄层单元时,接触面厚度是一个重要的计算参数.厚度过大不能反映接触面的变形特性,过小则容易导致刚度矩阵性态较差.针对岩土lI程中的非连续性问题.栾茂田和黎勇等提出了非连续变
4、形计算力学模型.该模型基于广义有限单元和接触力元,吸收数值流形方法的优点而发展得到.该方法被应用到岩体边坡稳定性分析,有缝重力坝分析中,取得了较好的效果.总结数值模拟方法发展可以看,接触面单元法尤其是采用薄层单元的计算方法以其可对接触面复杂力学特性进行描述得到了广泛的应用.同时,随着计算技术的提高,针对土与结构系统已可以进行较为复杂的i维化非线性分析.开发基于接触面三维本构模型的数值应用,以提高对实际边值问题整体分析的能力和合理性,是接触面数值模拟的发展方向.强风区电气化铁路挡风墙的研究刘晓红(工业中心)1研究意义地处新疆的兰新线和南疆线
5、,沿途经过的风很多.截至2007年,南大风造成行进中的客货列车脱线颠覆事故已达10多次.其中,以兰新线百里风区和南疆线的百里风区大风频繁,作者简介:刘晓红,女.工程师.?8?前沿动态2011年第2期风力强劲,最高风速达到74.5m/s(超过17级大风),且以横风为主,对铁路运输安全的影响很大,几乎所有的铁路风灾事故都发生在这里.因此,近50年来,防风,抗风一直是新疆铁路力求解决的难题.为保证大风期能够安全运行且不停车,兰新线根据多年的实验,研究,采用修建挡风墙来解决大风地段客货车的防风问题,收到很好的效果.近年来,随着新疆地区经济发展速度
6、不断加快,南疆石油化_T,矿产,煤炭及林果产业迅速发展,现有铁路运输能力远远不能满足经济发展的需求,成为制约当地经济发展的瓶颈.为提高兰新线和南疆线的运输能力.铁道部决定对其进行电气化改造.大风对列车运行安全及铁路设施的影响就凸显出来.接触网作为铁路沿线的露天设施,大风,冰雪等外部环境因素严重影响着接触网的安全可靠性;又凶其线长点多无备用,一旦出现故障将导致列车停驶,其防风安全问题已经成为电气化改造的难点.风洞试验研究表明,路堤上接触网高度附近风速达到平地同样高度的1.2～1.5倍,其上吹角也由10.提高到l5..对于设有挡风墙的路基或桥
7、梁,既有线路上保证列车安全的挡风墙高度为3m左右,挡风墙后的接触网和受电弓在电气化改造后均处于风速绕流区,风压和上吹角受到影响,对接触网工作影响较大.如果不结合接触网的防风安全性进行研究,继续沿用既有挡风墙进行电气化改造,必然会造成始料未及的接触网系统故障.同时,在沿海强台风地区,台风最大风速达到53m/s,远远超过线路原设计抗风能力35m/s,致使线路风偏过大,造成线路相间短路,线路对杆塔放电甚至线路断线等.由此可见,强风区电气化铁路接触网的防风研究已经是目前急需解决的关键问题.如果研究顺利,本课题的研究成果还可用于沿海强台风地区供电线
8、网的杆塔设计与选择有利地形合理布网.2国内外研究现状及发展动态分析目前,国外对大风区铁路线路的研究基本上都集中在车辆的抗倾覆防风研究方面,没有涉及大风对接触网安全和弓网受流质量的影响.在这个世
