详情

原文传递青藏铁路换铺无缝线路设计关键技术研究

论文题名：	青藏铁路换铺无缝线路设计关键技术研究
关键词：	高速铁路;冻土结构;无缝线路;道岔铺设;有限元模拟
摘要：	随着我国西部路网的不断完善,以青藏铁路及其延伸线拉日线为代表的高原铁路里程不断增加。高原地区铁路具有自然条件恶劣、工程地址条件复杂、平均年气温低且日温差大、常年冻土区分布广泛等特点,其建设及养护维修条件极差。无缝线路的铺设可以有效提高客运舒适度、车辆运行速度,也可减少线路养护维修人员的工作量、降低线路运营成本、提高线路运输效率,近年来逐步在青藏铁路中得以应用。　　为提升线路运能、舒适性、平稳性,减小线路养护维修,青藏公司在先期完成西格段(西宁—格尔木)无缝线路的换铺及进行格拉段非常年冻土区、常年冻土区无缝线路试验段铺设的基础上,于2011年开始进行格拉段(格尔木—拉萨)无缝线路改造。青藏铁路格拉段东起青海格尔木,西至西藏拉萨,全长1142公里,其中海拔4000米以上的路段960公里,多年冻土地段550公里。格拉段因其极端气候条件、广泛的冻土区分布等特点,对无缝线路设计提出更高的要求。因此,从锁定轨温设计、无缝线路结构类型选取、特殊桥梁结构设计、路基(桥梁)地段超厚道床处理等方面研究高寒地区铺设无缝线路关键问题,对提高青藏铁路无缝线路设计水平,保障行车安全具有十分重要作用。　　论文主要开展了以下几个方面的研究工作: 　　1)无缝线路锁定轨温的确定需要考虑允许温升和温降,保证低温不断轨、高温不胀轨跑道。青藏线格拉段年温差与日温差均超过普通地段,长钢轨内部温度力变化频率高、幅度大。论文结合格拉段轨温及线路条件资料,研究高寒区无缝线路允许温升及温降范围的确定方法,确定合理的锁定轨温并选取适合的轨道结构,针对青藏铁路P50道岔和P60钢轨设计的衔接过渡问题,研究青藏线半焊结构形式的无缝道岔铺设可行性。　　2)青藏铁路因其独特的地质、环保特性,催生了一座座特色桥梁,桥梁结构型式众多。而桥上无缝线路受到桥梁附加伸缩力、挠曲力的作用,需单独对高海拔地区桥上无缝线路设计。本文结合青藏线拉萨河特大桥换铺无缝线路的具体工程,研究该桥上无缝线路设计方案的比选问题。同时,结合相关研究成果从提高轨道允许温升幅度、增大轨道允许温降幅度和合理确定锁定轨温及其容许范围三方面提出如何扩大桥上换铺无缝线路的解决办法。　　此外,桥上换铺无缝线路设计时因为道床厚度增加,需要进行挡砟板的加高问题,论文设计了35cm、45cm两种类型的挡砟板,并检算其稳定性。　　3)针对青藏铁路养护维修及路基沉降等原因引起的道床厚度增加问题,采用有限元模拟方法分析道床厚度变化对无缝线路稳定性的影响。同时针对道床厚度增加引起的路肩宽度不足问题,设计了土质路基加宽、干(浆)砌片石跺加宽路肩方案并在实际工程中得以应用。　　4)青藏铁路无缝线路铺设和养护过程中,因路基融沉、冻胀及道床加高等方面的影响,有可能会造成锁定轨温的变化并超出设计范围的情况。因此,分析高原地区无缝线路位移观测及实际锁定轨温计算方法,加强轨温监控,必要时进行应力放散调整,特殊地段可以设计成为定期应力放散式无缝线路,确保线路安全运营。　　论文在锁定轨温确定、桥上无缝线路结构选型、超高道床影响、路肩加宽方式选择及高寒区长钢轨应力放散等方面取得的研究成果已在青藏铁路换铺无缝线路中得以应用,实践效果良好。
作者：	窦杨阳
专业：	道路与铁道工程
导师：	韩峰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文