新型BFRP桁架增强无砟轨道板及其盐冻-疲劳耦合作用机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51908486
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0805.工程材料
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

A mutual inductance is created between the steel truss reinforced ballastless track slabs and the signal currents in the track circuit, which significantly reduces the transmission length of the track circuit and the safety distance of train. To solve this problem, a new type of ballastless track slab reinforced with Basalt Fiber Reinforced Polymer (BFRP) truss is proposed. However, the working mechanism and design theory of this new structure under salt-freezing are not clear. The project focuses on the performance of BFRP truss reinforced ballastless track slab by conducting a series of studies from the construction stage to the use stage. Firstly, the static performance of BFRP truss sleepers will be investigated, the parameters considered in the test are BFRP diameter, truss height, web diameter and web spacing, the evaluation indexes (stiffness and stability) of the ballastless track slab in construction stage will be proposed. Furthermore, the static performance (mainly focused on capacity, deflection and crack) of BFRP truss reinforced ballastless track slab under salt-freezing will be studied, and the reasonable evaluation method on the key performance index will be proposed combined with the analysis of finite element model. Finally, the fatigue performance of BFRP truss reinforced ballastless track slab under the salt-freezing will be studied. The relationship between fatigue life and the performance index (such as deflection, stiffness and crack width) will be revealed, the fatigue damage mechanism will be studied and the fatigue life prediction model will also be established. The research results can provide certain theoretical basis and technical support for the application of such new type of ballastless track slab in high-speed railway.
钢筋桁架增强无砟轨道板与轨道电路的信号电流产生电磁感应,导致信号传输长度缩短,列车运行安全距离减小。本项目提出玄武岩纤维复合材料(BFRP)桁架增强无砟轨道板有望解决绝缘问题,但在盐冻环境下的工作机理与设计理论还不明确。聚焦这一问题,围绕BFRP桁架增强无砟轨道板,拟展开从施工阶段到使用阶段性能的研究。首先,通过BFRP桁架增强轨枕稳定性能研究,探明弦杆直径、桁高、腹杆直径/间距对性能的影响,提出承载力和稳定性的评价指标;其次,通过盐冻环境下BFRP桁架增强无砟轨道板静力性能研究,揭示承载力、挠度和裂缝的变化规律,结合有限元模型参数分析的结果,提出合理的计算方法;最后,通过盐冻环境下BFRP桁架增强无砟轨道板疲劳性能研究,明确挠度、刚度和裂缝与疲劳寿命的关系,揭示疲劳损伤演化机理,建立疲劳寿命预测模型。研究成果可为该新型无砟轨道板在高速铁路中的推广应用提供一定的理论基础和技术支持。

结项摘要

项目背景:在高速铁路系统中,无砟轨道板与轨道电路系统存在着不兼容问题,主要原因是钢筋形成的闭合回路与高频信号电流互感,使轨道电路的信号传输长度缩短,从而减少了列车运行的安全距离。本项目提出的BFRP桁架增强无砟轨道板有望解决闭合回路问题,但在长期的列车轮载作用下,其工作机理还需研究,相应的设计理论仍需探索。.主要研究内容:把握BFRP桁架增强轨枕稳定性的变化规律,探明对性能影响的关键因素;其次,明确BFRP桁架增强无砟轨道板静力性能的变化规律,在此基础上,结合精细化有限元模型分析参数对结构性能的影响,提出性能指标的计算方法。最后,在使用阶段,研究BFRP桁架增强无砟轨道板在疲劳作用下损伤规律,揭示疲劳损伤演化机理,建立疲劳寿命预测模型。.主要结果:四种新型纤维复合桁架增强双块式轨枕的堆放状态承载力可以满足实际要求。轨枕Sleeper-TB1的最大荷载较轨枕Sleeper-T0提高了7.5%,轨枕Sleeper-TS1最大荷载较轨枕Sleeper-T0提高了13.4%。.四块新型纤维复合桁架增强双块式轨道板均能满足承载力要求,且较钢筋桁架双块式轨道板均有所提高,轨道Slab-TB1、Slab-TS1、Slab-TB2和Slab-TS2的极限承载力较轨道板Slab-T0分别提高了27.3%、20.7%、28.5%和16.2%。可通过理论计算对轨道板极限承载力和裂缝宽度进行预测。.在确定疲劳上限值后,轨道板的破坏形态也各不相同,轨道板Slab-T0在满足200万次循环加载后静压破坏,破坏形态为下弦杆钢筋拉断,受压区混凝土压溃;依据部分试件的疲劳寿命与荷载水平的关系,拟合出P-N曲线并给出预测新型轨道板疲劳寿命的公式,结果表明二者较为吻合。.本项目研究结果,为新型BFRP桁架增强无砟轨道板的提供了一定的试验数据,为该类型无砟轨道的推广应用也提供了一定的理论基础。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
新型混杂 BFRP 和 SFCB 配筋梁的 裂缝宽度分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    江苏大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨洋;潘登;夏留佳;邢翔;徐成
  • 通讯作者:
    徐成
Finite element analysis of ballastless track slabs reinforced with fiber-reinforced polymer bars
纤维增强聚合物筋加固无砟轨道板的有限元分析
  • DOI:
    10.1177/13694332211027314
  • 发表时间:
    2021-06
  • 期刊:
    Advances in Structural Engineering
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    杨洋;张冠军;吴刚;曹大富
  • 通讯作者:
    曹大富
混杂配筋 (钢和 FRP 筋) 梁正截面 受弯设计方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    工程力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨洋;潘登;吴刚;曹大富;陆伟刚
  • 通讯作者:
    陆伟刚
A new design method of the equivalent stress–strain relationship for hybrid (FRP bar and steel bar) reinforced concrete beams
混合(FRP筋和钢筋)钢筋混凝土梁等效应力应变关系的新设计方法
  • DOI:
    10.1016/j.compstruct.2021.114099
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
    Composite Structures
  • 影响因子:
    6.3
  • 作者:
    杨洋;潘登;吴刚;曹大富
  • 通讯作者:
    曹大富
Flexural capacity and design of hybrid FRP-steel-reinforced concrete beams
FRP-钢-混凝土混合梁​​的抗弯承载力及设计
  • DOI:
    10.1177/1369433219894236
  • 发表时间:
    2020-05
  • 期刊:
    Advances in Structural Engineering
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    杨洋;孙泽阳;吴刚;曹大富;张志勤
  • 通讯作者:
    张志勤

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其他文献

网店虚假促销对竞争网店溢出效应的影响研究——社交距离的调节作用
  • DOI:
    10.14134/j.cnki.cn33-1336/f.2017.07.006
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    商业经济与管理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨洋;杨锐;薛骄龙;王虹
  • 通讯作者:
    王虹
环渤海地区三大城市群城市规模分布动态比较——基于1992—2012年夜间灯光数据的分析和透视
  • DOI:
    10.15957/j.cnki.jjdl.2016.04.009
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    2016
  • 期刊:
    经济地理
  • 影响因子:
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  • 作者:
    杨洋;李雅静;何春阳;刘志锋;黄庆旭
  • 通讯作者:
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多重延迟的关键更新定理及其在风险理论中的应用
  • DOI:
    10.16205/j.cnki.cama.2015.0021
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    数学年刊A辑(中文版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王开永;林金官;杨洋
  • 通讯作者:
    杨洋
Girth-8 (3,L)-规则QC-LDPC码的一种确定性构造方法
  • DOI:
    10.3724/sp.j.1146.2009.00838
  • 发表时间:
    2010-05
  • 期刊:
    电子与信息学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨洋;王新梅;陈超;张国华
  • 通讯作者:
    张国华
Infinite-time absolute ruin in dependent renewal risk models with constant force of interest
具有恒定利益力的依赖更新风险模型中的无限时间绝对毁灭
  • DOI:
    10.1080/15326349.2016.1216798
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Stochastic Models
  • 影响因子:
    0.7
  • 作者:
    Jiajun Liu;杨洋
  • 通讯作者:
    杨洋

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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