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客货共线CRTSⅠ型板式无砟轨道疲劳特性研究
| 论文题名： | 客货共线CRTSⅠ型板式无砟轨道疲劳特性研究 |
| 关键词： | 铁路工程;板式无砟轨道;疲劳寿命;轮轨系统动力学 |
| 摘要： | 就我国而言，部分既有线提速完成后及客运专线运营使用前期，将采取客货共线的模式运输，以求解决铁路运输压力大的问题。CRTSⅠ型板式无砟轨道以其结构成熟，便于施工等特点在我国高速铁路建设中得到了广泛应用，就客货共线CRTSⅠ型板式无砟轨道线路而言，不仅具有重载铁路轴重大和运量多的特点，还兼具客运线路行车密集、速度快等特点，进而运能与运量的矛盾突显。线路荷载作用环境发生变化，导致轮轨系统动力作用随之加剧，轨道各结构部件变形失效概率显著提高，加之外界自然环境的不断作用，从而使轨道结构在设计使用年限内发生疲劳破坏的概率大幅增加。但目前国内外针对客货共线条件下CRTSⅠ型板式无砟轨道系统疲劳特性的研究甚少，所以，本文的研究具有很强的理论意义和工程应用背景。主要内容如下: (1)本文以CRTSⅠ型板式无砟轨道为研究对象，基于轮轨系统动力学理论，借助ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件，考虑CA砂浆层脱空伤损并合理进行简化，建立车辆—CRTSⅠ型板式无砟轨道垂向耦合振动空间模型，评价了脱空损伤对客、货车辆行驶安全平稳性和轨道系统垂向动力特性的影响。 (2)搜集、整理抗疲劳设计基本准则，以经典疲劳伤损累积理论为基础，运用有限元方法借助ANSYS WORKBENCH有限元软件中Fatigue模块，采用基于S-N曲线的疲劳寿命分析方法，分别计算了以混凝土受压S-N曲线和弯拉S-N曲线为计算参数时CRTSⅠ型板式无砟轨道轨道板疲劳寿命预测值，并确定选取混凝土弯拉S-N曲线作为后续疲劳特性分析工作的计算参数。 (3)基于S-N曲线的疲劳寿命计算分析方法，针对CRTSⅠ型板式无砟轨道轨道板，考虑车辆荷载作用，其中车辆荷载分为客、货车荷载单独作用及客/货车荷载交互作用，并引入雨流分析法，对轨道板疲劳寿命预测分析。此外，还考虑到CA砂浆层伤损的情况下对轨道板疲劳寿命的影响。 研究表明，对于客货共线CRTSⅠ型板式无砟轨道而言，货车行驶是导致轨道结构受力性能劣化及疲劳寿命降低的主要因素。尤其当CA砂浆层发生脱空伤损时，客货混运的荷载作用环境将会对轨道系统更为不利。 |
| 作者： | 解鹏 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 任娟娟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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