無縫線路狀態(tài)對(duì)高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)性能的影響.pdf

1、隨著我國(guó)高速鐵路的迅猛發(fā)展，無縫線路由于其行車平穩(wěn)、旅客乘坐舒適、機(jī)車車輛和軌道的維修費(fèi)用少、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，在高速鐵路中得到了大規(guī)模的應(yīng)用。但是由于生產(chǎn)工藝、施工條件等原因，無縫線路難免會(huì)出現(xiàn)鋼軌折斷、碎彎、磨耗、波磨等病害，從而影響到軌道結(jié)構(gòu)的使用壽命及車輛運(yùn)行的安全性和平穩(wěn)性。因此，研究無縫線路病害對(duì)軌道系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性能的影響具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文以高速鐵路橋上板式無砟軌道為研究對(duì)象，基于車輛-軌道空間

2、耦合動(dòng)力學(xué)理論，應(yīng)用有限元軟件ABAQUS建立車輛-板式軌道-橋梁空間耦合動(dòng)力學(xué)模型，并利用此模型對(duì)無縫線路病害對(duì)軌道系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性能的影響進(jìn)行研究。
　　(1)鋼軌折斷。結(jié)果表明:鋼軌折斷致使車輪對(duì)迎車軌產(chǎn)生劇烈沖擊，未折斷的左軌同樣受到影響。順車軌與迎車軌的下部結(jié)構(gòu)受力影響巨大，將會(huì)導(dǎo)致軌道結(jié)構(gòu)的破壞。發(fā)生斷軌的位置愈靠近迎車軌扣件附近，斷軌對(duì)軌道結(jié)構(gòu)的影響越劇烈。當(dāng)斷縫值從7cm增加到8.5cm時(shí)，軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)有比較明顯的

3、增加，斷縫值繼續(xù)增加時(shí)，動(dòng)力響應(yīng)不是很明顯。當(dāng)車速?gòu)?50km/h增加到400km/h時(shí)，輪軌垂向沖擊力逐漸減小，而軌道結(jié)構(gòu)振動(dòng)加速度逐漸增大。從輪種減載率上看，斷軌會(huì)嚴(yán)重影響行車安全。
　　(2)線路碎彎。結(jié)果表明:線路碎彎主要影響輪軌力與軌道結(jié)構(gòu)的振動(dòng)加速度，對(duì)軌道結(jié)構(gòu)的動(dòng)應(yīng)力與位移影響較小?？傮w來看，軌道結(jié)構(gòu)橫向上所受影響要比垂向更大。碎彎幅值越大，軌道結(jié)構(gòu)振動(dòng)越明顯。當(dāng)波長(zhǎng)為3.9m時(shí)，軌道結(jié)構(gòu)東響應(yīng)最大，影響幅度較小。當(dāng)

4、碎彎波數(shù)從半波增加到一波時(shí)，軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)增加比較明顯。連續(xù)波數(shù)繼續(xù)增加時(shí)，連續(xù)波數(shù)的疊加效應(yīng)并不明顯。當(dāng)車速?gòu)?50km/h增加到400km/h時(shí)，軌道結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)加強(qiáng)?？傮w來看，碎彎對(duì)軌道結(jié)構(gòu)的動(dòng)力影響是很小的。
　　(3)鋼軌磨耗。結(jié)果表明:鋼軌垂向磨耗對(duì)軌道結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)并不強(qiáng)烈，輪軌力甚至有所減小。鋼軌磨耗值小于12mm時(shí)，軌道結(jié)構(gòu)受力與位移隨著磨耗值得增大有所減小。鋼軌磨耗值超過12mm，軌道結(jié)構(gòu)受力與位移隨著磨耗值