路涵過渡段復(fù)雜變形對(duì)無砟軌道系統(tǒng)的影響研究.pdf

1、路涵過渡段是高速鐵路下部基礎(chǔ)的重要組成部分。在路涵過渡段填筑區(qū)域，路基、過渡段和涵洞的材料、強(qiáng)度、剛度截然不同，經(jīng)常發(fā)生復(fù)雜變形，主要包括:路基在鐵路運(yùn)營(yíng)后不同程度的工后沉降;路基、過渡段和涵洞區(qū)域路基折角沉降;寒冷冬季路基凍脹;路基、過渡段、涵洞區(qū)域凍脹差異等。這些不同形式的基礎(chǔ)變形會(huì)導(dǎo)致軌道不平順和底座板下部離縫，影響列車平穩(wěn)和安全運(yùn)行。因此，研究路涵過渡段基礎(chǔ)復(fù)雜變形對(duì)軌道不平順和離縫的影響以及對(duì)列車高速運(yùn)行時(shí)車輛-軌道系統(tǒng)動(dòng)力響

2、應(yīng)影響十分必要。本文選取CRTSⅢ型無砟軌道路涵過渡段作為研究對(duì)象，對(duì)基礎(chǔ)復(fù)雜變形引起的車輛-軌道結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力學(xué)影響進(jìn)行分析研究。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:
　　(1)考慮底座板與基床表層之間的層間離縫，建立了無砟軌道-過渡段實(shí)體、精細(xì)化靜力學(xué)模型。研究路基余弦型沉降、折角型沉降、涵洞整體沉降、路基凍脹和差異凍脹等復(fù)雜變形作用下，路基-無砟道床-軌面間力和位移傳遞關(guān)系、無砟軌道軌面不平順特征、底座板與基床表層之間的離縫。并分析研究了實(shí)

3、際監(jiān)測(cè)凍脹數(shù)據(jù)對(duì)軌道不平順和離縫的影響。計(jì)算結(jié)果表明:變形幅值越大，軌道結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力越大，軌道結(jié)構(gòu)跟隨性越差，底座板與基床表層之間離縫越大;變形波長(zhǎng)越大，軌道結(jié)構(gòu)跟隨性越好，離縫值越小。根據(jù)底座板與基床表層之間的離縫值，提出基礎(chǔ)變形的建議限值。
　　(2)基于車輛-軌道-路基耦合動(dòng)力學(xué)，考慮1∶40軌底坡和扣件多點(diǎn)彈性支撐，采用粘彈性動(dòng)力人工邊界，建立了車輛-無砟軌道-路基-過渡段精細(xì)化、大尺度動(dòng)力學(xué)模型。在靜力學(xué)研究成果的基礎(chǔ)上，

4、研究路基余弦型沉降、折角型沉降、涵洞整體沉降、路基凍脹和差異凍脹等復(fù)雜變形作用下車輛-軌道系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)。計(jì)算結(jié)果表明:變形幅值越大，對(duì)車輛以及軌道結(jié)構(gòu)的動(dòng)力影響越大，其中對(duì)車體垂向加速度和輪軌垂向力有顯著影響，而對(duì)對(duì)車體橫向加速度幾乎沒有影響。根據(jù)動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果，考慮行車安全和旅客舒適度等車輛軌道動(dòng)力學(xué)安全指標(biāo)，提出基礎(chǔ)變形的建議限值。
　　(3)根據(jù)靜動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果，建議過渡段前路基余弦型不均勻沉降控制限值為10mm/20m，