客貨共線CRTSⅢ型板式無砟軌道緩沖層合理剛度研究.pdf

1、客貨共線鐵路一般采用有砟軌道，僅在長大隧道地段為減小養(yǎng)護(hù)維修工作量才使用無砟軌道，迄今國際上還沒有將無砟軌道應(yīng)用到整條客貨共線鐵路的成功經(jīng)驗(yàn)。為減小有砟軌道在高速度、高密度鐵路運(yùn)輸中的凸顯問題，貨運(yùn)無砟軌道的研發(fā)已成為國內(nèi)外的一個(gè)重要發(fā)展方向。
　　本文針對我國高速鐵路CRTSⅢ型板式無砟軌道，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，在自密實(shí)混凝土和底座板間將既有隔離層改進(jìn)為4～8mm厚的緩沖層，用以吸收上部結(jié)構(gòu)的變形和振動(dòng)，起到緩沖、隔離作用并提供一

2、定彈性。另外，適當(dāng)增加扣件剛度、軌道板和底座板厚度以提高軌道結(jié)構(gòu)的承載力，最終形成適應(yīng)于軸重較輕的貨運(yùn)與進(jìn)行高速客運(yùn)的無砟軌道。
　　首先，根據(jù)客貨共線Ⅲ型板式軌道的結(jié)構(gòu)組成，利用有限元方法建立了三維實(shí)體模型，采用瞬態(tài)動(dòng)力方法進(jìn)行了軌道結(jié)構(gòu)變形與受力分析，結(jié)果表明:采用緩沖層的客貨共線Ⅲ型板式軌道，可有效減小貨車作用下的扣件變形和底座板垂向受力，緩解自密實(shí)混凝土與底座板間的動(dòng)力作用，可較好地保護(hù)扣件、自密實(shí)混凝土和底座板;建議客貨

3、共線Ⅲ型板式軌道的扣件剛度取為60kN/mm，緩沖層面剛度范圍取300～400MPa/m;通過與有砟軌道對比，說明客貨共線Ⅲ型板式軌道緩沖層的作用與有砟軌道結(jié)構(gòu)中的道床類似，為無砟軌道提供合理的彈性。
　　其次，考慮列車荷載、溫度梯度、路基不均勻沉降等因素的影響，對客貨共線Ⅲ型板式軌道進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力分析，結(jié)果表明:軌道各部件受力滿足強(qiáng)度要求，客車荷載作用下軌道板、自密實(shí)混凝土的拉壓應(yīng)力稍大，但相差不大;利用碰撞模擬層間拍打作用，設(shè)置

4、緩沖層緩解了離縫情況下，拍打作用對軌道結(jié)構(gòu)層間造成的沖擊作用，有效地減小了層間接觸力。
　　最后，運(yùn)用車輛-軌道系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)，建立了車輛-客貨共線Ⅲ型板式軌道垂向耦合模型，研究了緩沖層面剛度和扣件剮度對客貨共線無砟軌道結(jié)構(gòu)受力的影響，得到以下結(jié)論:客貨共線無砟軌道在路隧連接處通過路基過渡的方式可有效實(shí)現(xiàn)路隧連接處剛度均勻過渡，滿足軌道平順性和行車平穩(wěn)性要求;建議采用四塊軌道板長度且路基基礎(chǔ)面剛度分別為300、500、750、1000