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现代有轨电车轨道结构力学分析方法及设计关键技术研究
| 论文题名： | 现代有轨电车轨道结构力学分析方法及设计关键技术研究 |
| 关键词： | 有轨电车;轨道系统;力学性能;轮轨接触模型;结构设计 |
| 摘要： | 现代有轨电车已成为解决中小城市交通拥堵问题的重要途径，赢得了世界各国的青睐，其各项技术、运营特征与地铁、轻轨有类似之处，但又具备自身独有特性。目前，国内现代有轨电车轨道结构设计多是借鉴国外应用情况或国内其他城市轨道交通方式，缺乏针对性，需要对其进行系统研究。本文的主要研究工作和结论分为以下几个方面: (1)建立了现代有轨电车轨道系统静、动力学计算模型 利用有限元软件ANSYS建立了精细的现代有轨电车轮轨接触模型，利用有限元软件ABAQUS建立了细致的有砟轨道空间模型、（混行、非混行）无砟轨道空间模型，均采用实体单元建模，能准确模拟轨道系统的静力学特性。 利用多体动力学软件SIMPACK建立了精细的现代有轨电车车辆-轨道耦合动力学模型。该模型中，车辆为整车建模，含有摇枕、侧架等细部结构，能充分反映车辆性能，为现代有轨电车轨道动力学分析提供了一种有效的途径。 (2)从静、动力学的角度对现代有轨电车钢轨选型及轨道几何形位进行了研究 从静、动力学的角度，对60kg/m钢轨和59R2槽型轨进行了比选，并分别研究了两种轨型的合理轨底坡。此外，还从动力学角度，研究了70％低地板现代有轨电车曲线地段轨距加宽问题。分析表明:1）60kg/m钢轨比59R2槽型轨的力学性能更优;2）建议两种轨型轨底坡均采用1∶20;3）70％低地板现代有轨电车在半径小于150m的曲线地段需要进行合理加宽。 (3)研究了现代有轨电车有砟轨道结构设计方法及设计关键参数的合理取值 根据现代有轨电车有砟轨道结构实际运营情况，提出了其设计方法，并对设计关键参数合理取值进行了研究。通过分析，建议道床弹性模量控制在90～140MPa;道床厚度取300mm，最多350mm;道床肩宽不小于250mm;道床边坡选择1∶1.75;轨枕间距在0.65m左右较为合适。 (4)研究了现代有轨电车无砟轨道结构设计方法及设计关键参数的合理取值 根据现代有轨电车无砟轨道结构实际运营情况，分别针对混合路权和非混合路权，分析了不同荷载作用下的轨道结构力学状态，基于此，提出了不同路权无砟轨道结构设计方法，并研究了独享路权的无砟轨道结构设计关键参数合理取值。通过分析，建议扣件刚度在30～50 kN/mm范围内;道床板宽度设置为2.4～2.8m;道床板厚度0.28m及以下;道床板混凝土强度等级采用C35～ C50较为合适。 |
| 作者： | 吴师 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 高亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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