高速列車(chē)荷載作用下路基動(dòng)力特性響應(yīng)研究.pdf

1、隨著高速鐵路交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)在我國(guó)高速鐵路上的應(yīng)用越來(lái)越普遍。但目前我國(guó)在無(wú)砟軌道路基設(shè)計(jì)大多借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，對(duì)無(wú)砟軌道—路基系統(tǒng)的動(dòng)力特性及影響參數(shù)的研究還不夠成熟。因此，本文在前人研究的基礎(chǔ)上，采用理論分析及有限元數(shù)值模擬分析對(duì)無(wú)砟軌道路基的動(dòng)力特性進(jìn)行了研究，主要取得了以下成果：
　?。?）采用“規(guī)范法”計(jì)算了動(dòng)應(yīng)力隨深度衰減規(guī)律及路基頂面產(chǎn)生的動(dòng)變形幅值，理論分析鐵路路基受力機(jī)理；
　?。?）本文建立了無(wú)砟

2、軌道—路基系統(tǒng)動(dòng)力分析模型。通過(guò)Fourier級(jí)數(shù)變換得到了高速列車(chē)動(dòng)荷載的表達(dá)式。利用有限元分析進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，分析了高速鐵路路基內(nèi)動(dòng)力時(shí)程分布、動(dòng)力響應(yīng)沿深度的衰減規(guī)律及動(dòng)力沿橫向的衰減規(guī)律。研究表明：路基內(nèi)動(dòng)力隨時(shí)間變化存在明顯的輪對(duì)效應(yīng)，路基內(nèi)動(dòng)應(yīng)力沿深度及水平向遞減。
　?。?）將規(guī)范計(jì)算的動(dòng)應(yīng)力與數(shù)值模擬計(jì)算的動(dòng)應(yīng)力隨深度的分布及衰減規(guī)律進(jìn)行對(duì)比，分析結(jié)果表明，規(guī)范計(jì)算的動(dòng)應(yīng)力與數(shù)值模擬計(jì)算的動(dòng)應(yīng)力的變化規(guī)律是一致的。

3、
　?。?）通過(guò)建立無(wú)砟軌道—路基系統(tǒng)的三維有限元數(shù)值模型，分析了路基材料特性、列車(chē)時(shí)速及軸重等因素對(duì)路基動(dòng)力特性的影響。研究表明：基床表層彈性模量對(duì)路基內(nèi)動(dòng)力響應(yīng)影響不明顯；基床底層彈性模量的增大能顯著降低基床表層的位移，有利于減小結(jié)構(gòu)不平順；列車(chē)軸重對(duì)無(wú)砟軌道路基存在著較大的影響。軸重的增加對(duì)基床表層中的動(dòng)應(yīng)力幅值及動(dòng)位移的影響較大；因此，提高車(chē)速對(duì)路基動(dòng)力的影響較大；
　?。?）本論文建立了列車(chē)相向運(yùn)行的雙線(xiàn)高速鐵路軌

4、道—路基系統(tǒng)耦合動(dòng)力有限元模型，研究基于兩列動(dòng)車(chē)相向運(yùn)行時(shí)，雙線(xiàn)高速鐵路路基沿深度方向的動(dòng)力分布及傳遞規(guī)律。計(jì)算表明：列車(chē)相向運(yùn)行時(shí)，路基內(nèi)的動(dòng)應(yīng)力及動(dòng)位移增大，但加速度幅值基本不變；
　?。?）本文通過(guò)數(shù)值模擬分析了單雙線(xiàn)列車(chē)運(yùn)行時(shí)沿橫斷面的變化規(guī)律，計(jì)算表明：雙線(xiàn)列車(chē)行駛時(shí)，路基動(dòng)力變化更加均衡，但是，基床表層動(dòng)應(yīng)力隨轉(zhuǎn)向架的運(yùn)行呈駝峰型分布，列車(chē)荷載所引起的動(dòng)應(yīng)力振幅要大于單線(xiàn)行駛時(shí)的振幅，因此，雙線(xiàn)行駛時(shí)對(duì)基床表層的影響更