客貨共線CRTSⅠ型板式無砟軌道疲勞特性研究.pdf

1、就我國而言，部分既有線提速完成后及客運專線運營使用前期，將采取客貨共線的模式運輸，以求解決鐵路運輸壓力大的問題。CRTSⅠ型板式無砟軌道以其結(jié)構(gòu)成熟，便于施工等特點在我國高速鐵路建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，就客貨共線CRTSⅠ型板式無砟軌道線路而言，不僅具有重載鐵路軸重大和運量多的特點，還兼具客運線路行車密集、速度快等特點，進而運能與運量的矛盾突顯。線路荷載作用環(huán)境發(fā)生變化，導(dǎo)致輪軌系統(tǒng)動力作用隨之加劇，軌道各結(jié)構(gòu)部件變形失效概率顯著提高，加

2、之外界自然環(huán)境的不斷作用，從而使軌道結(jié)構(gòu)在設(shè)計使用年限內(nèi)發(fā)生疲勞破壞的概率大幅增加。但目前國內(nèi)外針對客貨共線條件下CRTSⅠ型板式無砟軌道系統(tǒng)疲勞特性的研究甚少，所以，本文的研究具有很強的理論意義和工程應(yīng)用背景。主要內(nèi)容如下:
　　(1)本文以CRTSⅠ型板式無砟軌道為研究對象，基于輪軌系統(tǒng)動力學(xué)理論，借助ANSYS/LS-DYNA有限元分析軟件，考慮CA砂漿層脫空傷損并合理進行簡化，建立車輛—CRTSⅠ型板式無砟軌道垂向耦合振動

3、空間模型，評價了脫空損傷對客、貨車輛行駛安全平穩(wěn)性和軌道系統(tǒng)垂向動力特性的影響。
　　(2)搜集、整理抗疲勞設(shè)計基本準則，以經(jīng)典疲勞傷損累積理論為基礎(chǔ)，運用有限元方法借助ANSYS WORKBENCH有限元軟件中Fatigue模塊，采用基于S-N曲線的疲勞壽命分析方法，分別計算了以混凝土受壓S-N曲線和彎拉S-N曲線為計算參數(shù)時CRTSⅠ型板式無砟軌道軌道板疲勞壽命預(yù)測值，并確定選取混凝土彎拉S-N曲線作為后續(xù)疲勞特性分析工作的計

4、算參數(shù)。
　　(3)基于S-N曲線的疲勞壽命計算分析方法，針對CRTSⅠ型板式無砟軌道軌道板，考慮車輛荷載作用，其中車輛荷載分為客、貨車荷載單獨作用及客/貨車荷載交互作用，并引入雨流分析法，對軌道板疲勞壽命預(yù)測分析。此外，還考慮到CA砂漿層傷損的情況下對軌道板疲勞壽命的影響。
　　研究表明，對于客貨共線CRTSⅠ型板式無砟軌道而言，貨車行駛是導(dǎo)致軌道結(jié)構(gòu)受力性能劣化及疲勞壽命降低的主要因素。尤其當CA砂漿層發(fā)生脫空傷損時，客