京滬高速鐵路高架站軌道系統(tǒng)力學(xué)特性的監(jiān)測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、高速鐵路由于地形、地質(zhì)等條件限制，有相當(dāng)數(shù)量的無(wú)縫道岔設(shè)置在高架結(jié)構(gòu)上，形成高架站無(wú)砟軌道無(wú)縫道岔結(jié)構(gòu)。高架站軌道系統(tǒng)綜合了無(wú)縫線路、無(wú)縫道岔、無(wú)砟軌道、橋梁等技術(shù)難點(diǎn)，是高速鐵路軌道系統(tǒng)安全服役中的薄弱環(huán)節(jié)。因此針對(duì)這一復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系，非常有必要建立長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)測(cè)試其安全服役行為，對(duì)可能發(fā)生的破壞進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)警，為高速鐵路的安全運(yùn)營(yíng)提供保障。
　　本文基于有限元方法和多體動(dòng)力學(xué)分析理論，建立了高速鐵路橋上板式無(wú)砟道岔靜、動(dòng)力學(xué)

2、模型，分析了影響高架站軌道系統(tǒng)受力與變形的主要因素，研究了高架站軌道系統(tǒng)的敏感指標(biāo)及區(qū)域，提出了監(jiān)測(cè)內(nèi)容、監(jiān)測(cè)方法和測(cè)點(diǎn)布點(diǎn)方案。結(jié)合京滬高速鐵路現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，建立了高速鐵路高架站長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集傳輸，分析和預(yù)測(cè)預(yù)警等功能。通過(guò)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了理論分析模型，完善了監(jiān)測(cè)方法，為高速鐵路軌道系統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究提供了科學(xué)依據(jù)。主要研究工作及成果如下:
　　(1)高速鐵路橋上板式無(wú)砟道岔靜、動(dòng)力學(xué)模型的建立
　　

3、針對(duì)高速鐵路橋上板式無(wú)砟道岔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及力學(xué)特性，本文基于有限元理論，建立了高速鐵路無(wú)縫道岔—無(wú)砟軌道—橋梁有限元模型;基于多體動(dòng)力學(xué)和車(chē)輛-軌道耦合動(dòng)力學(xué)分析理論，通過(guò)聯(lián)合仿真技術(shù)建立了車(chē)-岔-橋系統(tǒng)空間耦合動(dòng)力分析模型;利用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型的可靠性。
　　(2)高速鐵路高架站軌道系統(tǒng)敏感區(qū)域研究
　　對(duì)高速鐵路橋上無(wú)砟道岔靜動(dòng)力評(píng)估方法和指標(biāo)進(jìn)行了歸納總結(jié)。借助高速鐵路無(wú)砟道岔靜、動(dòng)力學(xué)分析模型，以橋上無(wú)砟道岔檢算

4、指標(biāo)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，從溫度荷載、列車(chē)荷載等方面對(duì)高速鐵路橋上無(wú)砟道岔的敏感區(qū)域進(jìn)行了分析，得到了高架站軌道系統(tǒng)的敏感指標(biāo)和區(qū)域，提出了高架站軌道系統(tǒng)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)內(nèi)容。
　　(3)高架站軌道系統(tǒng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)方法和測(cè)點(diǎn)布置的研究
　　根據(jù)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)內(nèi)容，提出了基于光纖光柵技術(shù)測(cè)試軌道結(jié)構(gòu)的受力和小變形，基于視頻感知技術(shù)測(cè)試軌道結(jié)構(gòu)的大變形。借助理論分析結(jié)果和相關(guān)性分析方法，確定了橋上無(wú)砟道岔測(cè)點(diǎn)布置方案，并以此為基礎(chǔ)開(kāi)展了京滬高速鐵路現(xiàn)場(chǎng)