高速鐵路有砟道床大型養(yǎng)路機(jī)械作業(yè)機(jī)理及工藝研究.pdf

1、在高速列車動(dòng)荷載作用下，有砟軌道會產(chǎn)生道砟劣化、道床變形等病害，使軌道幾何形位發(fā)生改變，車輛運(yùn)行平穩(wěn)性降低，甚至威脅行車安全。使用大型搗固車、動(dòng)力穩(wěn)定車可以改善軌道的幾何形位和彈性，提高道床阻力和穩(wěn)定性，是保障高速鐵路有砟軌道高平順性、高穩(wěn)定性的必然選擇。然而，我國在大型養(yǎng)路機(jī)械搗固、動(dòng)力穩(wěn)定作業(yè)對有砟道床力學(xué)特性的影響方面缺乏系統(tǒng)性的研究，無法科學(xué)地指導(dǎo)大機(jī)的施工。
　　本文在綜合分析國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，利用離散元理論分析方

2、法，建立了大型養(yǎng)路機(jī)械搗固裝置、動(dòng)力穩(wěn)定裝置-高速鐵路碎石道床耦合模型，從細(xì)觀角度研究了大型養(yǎng)路機(jī)械搗固作業(yè)、動(dòng)力穩(wěn)定作業(yè)及列車荷載作用下有砟道床的力學(xué)特性演變，分析了不同搗固作業(yè)參數(shù)、動(dòng)力穩(wěn)定作業(yè)參數(shù)對有砟道床力學(xué)特性的影響規(guī)律，提出了合理的大機(jī)搗固、動(dòng)力穩(wěn)定作業(yè)參數(shù)，優(yōu)化了大型養(yǎng)路機(jī)械的作業(yè)工藝。本文的主要工作和成果如下:
　　(1)基于離散元法建立了大型養(yǎng)路機(jī)械搗固裝置-高速鐵路有砟道床、動(dòng)力穩(wěn)定裝置-高速鐵路有砟道床和列車

3、荷載-高速鐵路有砟道床耦合模型。
　　基于離散單元軟件PFC3D自編程序，采用球顆粒簇模擬道砟，并利用球單元粘接的方法模擬真實(shí)形狀的搗固鎬;根據(jù)搗固裝置和動(dòng)力穩(wěn)定裝置的作業(yè)機(jī)理，對搗固鎬和動(dòng)力穩(wěn)定裝置的運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)特性進(jìn)行了模擬;通過列車荷載作用下枕上壓力實(shí)測結(jié)果對列車荷載進(jìn)行了模擬。
　　(2)研究了大型養(yǎng)路機(jī)械搗固作業(yè)對道床力學(xué)特性的影響，并系統(tǒng)地研究了不同大型養(yǎng)路機(jī)械搗固作業(yè)參數(shù)對道床力學(xué)特性的影響規(guī)律，提出了大機(jī)搗固作

4、業(yè)參數(shù)建議值。
　　從細(xì)觀角度研究了搗固作業(yè)過程中道砟的運(yùn)動(dòng)情況、道砟密實(shí)度的變化情況以及道砟之間接觸關(guān)系的改變情況;深入分析了搗入速度、振搗頻率、搗入深度、振搗幅值及夾持時(shí)間對搗固作業(yè)質(zhì)量的影響規(guī)律，對大型搗固車作業(yè)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。
　　(3)研究了大型養(yǎng)路機(jī)械動(dòng)力穩(wěn)定作業(yè)對道床力學(xué)特性的影響，并系統(tǒng)地研究了大型養(yǎng)路機(jī)械動(dòng)力穩(wěn)定作業(yè)參數(shù)對道床力學(xué)特性的影響規(guī)律，提出了合理的動(dòng)力穩(wěn)定作業(yè)參數(shù)。
　　研究了動(dòng)力穩(wěn)定作業(yè)對

5、道床沉降、道床內(nèi)部壓應(yīng)力、道床內(nèi)部加速度的影響規(guī)律;對動(dòng)力穩(wěn)定作業(yè)的垂直下壓力、水平振動(dòng)荷載幅值、水平振動(dòng)頻率對有砟道床力學(xué)特性的影響進(jìn)行了深入研究，提出了大型動(dòng)力穩(wěn)定車作業(yè)參數(shù)的建議值。
　　(4)研究了大型養(yǎng)路機(jī)械不同作業(yè)組合方式對道床力學(xué)特性的影響，優(yōu)化了大機(jī)作業(yè)工藝。
　　分別研究了大型養(yǎng)路機(jī)械搗固與動(dòng)力穩(wěn)定作業(yè)，動(dòng)力穩(wěn)定與列車碾壓作業(yè)不同組合方式對道床沉降、道床內(nèi)部接觸狀態(tài)、道床內(nèi)部振動(dòng)加速度的影響規(guī)律，對大型養(yǎng)路