復雜運營條件下橋上有砟軌道無縫線路力學行為研究.pdf

1、無縫線路在改善列車運行條件方面，體現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢，消滅了鋼軌接頭，減小了列車對軌道結構的沖擊，延長了軌道結構的使用壽命，降低了有砟軌道的養(yǎng)護維修費用。但是由于橋上無縫線路車-軌-橋相互作用的復雜性、影響因素的多樣性，如何提高列車運營的安全性已成為橋上無縫線路研究的關鍵問題。因此，開展復雜運營條件下橋上有砟軌道無縫線路力學行為研究具有重要的理論意義和工程應用價值。
　　本文以橋上有砟軌道結構為研究對象，基于ANSYS建立了軌-枕-

2、橋-墩空間耦合有限元模型，基于ABAQUS建立了車輛-軌道-橋梁耦合動力學模型，并分別利用靜、動力學模型對橋上有砟軌道無縫線路力學行為進行了研究，最后對有砟軌道無縫線路的穩(wěn)定性進行了探討。本文的主要研究內容及研究成果如下:
　　(1)建立了軌-枕-橋-墩空間耦合有限元模型
　　計算模型采用三層彈簧模型模擬了扣件、軌下墊板、枕下基礎、橋梁墩臺等部件，考慮了扣件阻矩的影響，模擬了軌道框架結構的實際工作狀態(tài);采用了實體單元與梁單元

3、相結合的建模思路，實現(xiàn)了橋上無縫線路的精細化建模，既保證了計算精度，又提高了計算效率。
　　(2)揭示了基礎沉降條件下橋上無縫線路力學行為變化規(guī)律
　　基于軌-枕-橋-墩空間耦合有限元模型，考慮沉降值、沉降位置、過渡段長度等因素，分析了橋梁墩臺及路橋過渡段不均勻沉降條件下無縫線路縱向力的變化。研究表明墩臺沉降導致線路縱向力減小，路橋過渡段不均勻沉降導致線路縱向力增大。
　　(3)研究了扣件阻力變化對鋼軌附加力的影響

4、r>　　歸納和總結了導致扣件阻力變化的多種因素，分析了大跨度橋梁地段扣件阻力變化對鋼軌縱向力的影響，結果表明扣件阻力變化對線路縱向力的影響較大，小阻力扣件縱向阻力變化，增大了軌道脹軌或斷軌的可能性。
　　(4)探討了溫度梯度荷載對軌道結構的影響
　　參考國內外規(guī)范的多種加載模式，分析了無縫線路縱向力的變化，結果表明不同計算模式對線路縱向受力的影響較大;考慮了太陽高度角、橋梁翼緣板遮擋、道床底面溫度等因素，分析了瞬時溫度荷載的

5、多種計算模式，探討了梁體扭轉變形特征及其對軌道幾何形位和線路縱向力的影響規(guī)律。
　　(5)分析了軌枕空吊區(qū)、伸縮調節(jié)器區(qū)域軌道結構的動力響應特征
　　基于車輛-軌道-橋梁耦合動力學模型，研究了耦合作用下軌道結構的位移、加速度、垂橫向力等的變化，研究表明軌枕空吊對行車舒適性影響較小，但軌道結構位移大、輪重減載率高，軌道結構易破壞;列車經(jīng)過伸縮調節(jié)器區(qū)域的脫軌系數(shù)和輪重減載率均滿足要求，但結構垂向力、位移和加速度均較大，該區(qū)域仍