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原文传递复杂温度下桥上无缝线路与CRTSⅠ型板式无砟轨道作用关系研究

论文题名：	复杂温度下桥上无缝线路与CRTSⅠ型板式无砟轨道作用关系研究
关键词：	板式无砟轨道;复杂温度;动力学模型;高速铁路
摘要：	高速铁路是铁路现代化发展的重要标志，愈发受到世界各国的重视。无缝线路与无砟轨道是高速铁路核心技术，具有安全、快速、舒适、维修费用少、使用寿命长等优点，应用前景广泛。但在我国高铁规模化运营的短短几年内，由于无缝线路与无砟轨道复杂的相互作用关系及温度梯度、高温严寒等复杂温度的影响，轨道结构出现了大量病害，特别是在长大桥梁区域更为明显。CRTSⅠ型板式无砟轨道在广泛应用的同时也不可避免地出现了钢轨碎弯、凸台破坏等病害，因此开展复杂温度下桥上Ⅰ型板式无砟轨道与无缝线路相互作用关系研究具有重要意义。　　本文以桥上CRTSⅠ型板式无砟轨道无缝线路为研究对象，在空间耦合静、动力学模型的基础上，分析了温度梯度、温度荷载组合以及病害条件下桥上CRTSⅠ型板式无砟轨道无缝线路的力学行为。主要研究成果如下: 　　(1)建立了精细化的空间耦合静、动力学模型　　基于有限元软件ANSYS和ABAQUS，考虑了轨道结构的几何尺寸及材料属性，建立了轨道结构的空间耦合精细化静、动力模型，轨道结构各部件采用实体单元，能更真实的模拟轨道结构的受力状态。　　(2)分析了桥梁温度分布对无砟轨道无缝线路的影响　　分析了桥梁不同温度分布下无砟轨道无缝线路的受力变形以及桥梁不同温度跨度下无缝线路的受力变形，结果表明:桥梁不同温度分布下无缝线路及无砟轨道受力变形较大，且桥梁结构在不均匀温度分布下影响轨道结构的几何形位，梁轨横向相对位移及垂向相对位移最大值可达0.57mm和0.99mm。　　(3)分析了复杂温度下无砟轨道对无缝线路的影响　　分析了温度梯度、温度荷载组合及极端温度下轨道结构的受力变形规律，结果表明:温度梯度作用下，无砟轨道的变形对钢轨的纵向力及变形影响较大，当轨道板上下表面温差为25℃时，钢轨的纵向力及位移分别为12.18kN和0.28mm;无砟轨道的整体温度对钢轨的受力变形影响显著，当轨道板升温30℃时，钢轨纵向力可达29.88kN;同时研究分析了不同工况下梁端半圆形凸台的受力变形规律。　　(4)分析了病害条件下CRTSⅠ型板式无砟轨道无缝线路的力学特性　　分析了扣件阻力变化、钢轨折断、钢轨碎弯、凸台破坏等病害条件下桥上Ⅰ型板式无砟轨道无缝线路的力学特性，结果表明:扣件阻力对钢轨纵向力影响较大;凸台破坏对轨道板的纵向位移影响显著，对动力行为影响较小;钢轨碎弯对轨道结构的静、动力影响变化明显;钢轨折断对轨道结构的静、动力影响较大;同时分析了无砟轨道维修起道时钢轨的受力变化。　　本文分析了复杂温度下桥上CRTSⅠ型板式无砟轨道无缝线路的受力特性，明确了其相互作用关系，为高速铁路CRTSⅠ型板式无砟轨道无缝线路的养护维修提供理论指导。
作者：	刘克旭
专业：	道路与铁道工程
导师：	蔡小培
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文