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京沪高铁无砟轨道结构系统动力响应分析
| 论文题名： | 京沪高铁无砟轨道结构系统动力响应分析 |
| 关键词： | 高速铁路;无砟轨道;结构参数;动力响应 |
| 摘要： | 近年来国内外众多学者对于车桥耦合系统动力学分析有了较为深入的研究，对于车辆轨道耦合动力学的研究，大部分将重点放到车体振动以及轮轨间振动。但实际中车辆与无砟轨道是一个整体，如果只考虑车体的动力响应就忽略了无砟轨道结构自身的振动，也就忽略其内部的动力响应状况。在此背景之下，本文以京沪高速铁路作为研究对象，针对路基上CRTS-Ⅱ型板式无砟轨道，建立了高速列车-无砟轨道-路基耦合动力学模型，借助计算机软件从动力学角度对其力其动力响应进行研究，并针对结构参数如扣件刚度与材料参数如各结构层之间层间设置以及速度的影响进行了研究。 (1)在已有的车辆轨道耦合系统动力学模型研究的基础上，系统的分析系统中各部分的运动状态，建立多自由度车辆模型、更加精确的轨道模型以及对轮轨接触相互作用问题进行了深入，并通过有限元软件实现了更精确的车辆轨道耦合分析模型;通过ABAQUS有限元软件，采用京沪高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道结构和CRH380A列车参数，建立直观的京沪高速铁路车辆-轨道系统的空间动态耦合有限元模型，并对模型的可靠性进行了验证，结果表明:所建CRTSⅡ型板式无砟轨道模型各部件动力响应的仿真计算结果与试验测试数据吻合良好，本文所建立的车辆-无砟轨道动力学模型正确可靠，能运用于下一步的研究中。 (2)结合车辆-轨道耦合动力学一般评价指标，根据动力分析结果选择合理的无砟轨道动力响应动力评价指标:轮轨横向力、轮轨垂向力、无砟轨道各结构位移、加速度、应力、路基的变形、动应力及振动加速度。验证了已有研究对于辆荷载在板端时为最不利位置的结论。 (3)结合车辆-轨道耦合动力学评价指标，对路基上CRTSⅡ型板式无无砟轨道的动力特性进行了相应的分析，并对CRTSⅡ型板式无砟轨道结构中较为重要的影响因素进行研究，主要包括:扣件刚度，层间接触方式以及车速。结果表明:扣件刚度的取值直接影响到轨下结构受力，扣件垂向刚度的影响较横向与纵向刚度的影响更明显。并且在满足轨道几何形位和轨道动位移的要求基础上，应采用较低刚度的扣件，30 kN/mm的刚度是较为合适的扣件刚度取值。对于CRTSⅡ型板式无砟轨道结构各结构层之间的层间设置，轨道板与CA砂浆层，CA砂浆层与支撑层，支撑层与路基这三大接触类型。 |
| 作者： | 吴昊 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 孙璐;郭建 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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