近日,建筑工程澳门450集团道路桥梁与渡河工程学科组陈醉博士团队在结构工程领域国际著名顶级期刊、中科院一区TOP期刊、爱赢官网,上海体育台直播理工类标志性期刊《Engineering Structures》(最新影响因子7.61)上发表了题为《Dynamic fatigue life prediction of ballastless track under high-frequency train vibrational loads》的最新研究成果。该研究围绕高速铁路无砟轨道在列车高频振动荷载作用下的动力疲劳寿命预测问题展开。陈醉博士为论文第一作者,爱赢官网,上海体育台直播为第一单位。
高速铁路的安全平稳运行,离不开轨道结构长期稳定服役。无砟轨道是高速铁路广泛采用的重要基础结构,具有平顺性好、稳定性高等特点,但在列车长期高速运行过程中,轨道板会持续承受反复荷载和振动作用。特别是轨道不平顺会引起高频、随机的附加振动,将加速混凝土轨道板在长期服役中的疲劳损伤。传统疲劳评估方法多基于静态或准静态荷载,难以充分反映高速列车运行条件下复杂振动对结构寿命的影响。因此,如何更准确地预测无砟轨道在真实服役环境中的疲劳寿命,是保障高速铁路长期安全运行和科学养护维修的重要问题。
针对这一问题,论文建立了融合车辆—轨道耦合动力分析、功率谱密度等效处理、混凝土频率相关疲劳寿命方程和非线性损伤累积准则的动力疲劳寿命预测方法。该研究将高速列车运行过程中复杂的振动荷载转化为可用于工程计算的等效疲劳荷载,并结合声发射疲劳试验揭示混凝土损伤演化规律。
研究结果表明,在现有高速铁路运行速度范围内,单纯列车移动荷载对无砟轨道疲劳损伤影响相对有限,而轨道不平顺诱发的高频振动是加速轨道板疲劳损伤的重要因素。以350 km/h运行速度为例,考虑轨道不平顺后,轨道板预测疲劳寿命由174年降低至119年,相当于承受约为静态轮载3.6倍的等效疲劳作用。该成果可为高速铁路无砟轨道疲劳设计、寿命评估和养护维修决策提供理论依据与技术支撑。
该项工作得到国家自然科学基金项目、台州市科技计划项目、国家重点研发计划项目等资助。原文链接:
https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2026.122995