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客货共线无砟轨道疲劳性能试验及寿命预测
| 论文题名： | 客货共线无砟轨道疲劳性能试验及寿命预测 |
| 关键词： | 客货共线;无砟轨道;混凝土;损伤力学;疲劳性能;寿命预测 |
| 摘要： | 随着国民经济的不断发展，我国运能与运量的矛盾日趋紧张，部分既有线路进行提速后以及客运专线运营的初期采取客货共线的运输模式，以缓解日益增大的铁路运输压力。客货共线无砟轨道线路兼具客运专线行车密集、速度快和重载铁路轴重大、运量多的特点，在客车与货车的交替作用下，轨道各部件出现大量的损伤病害，轨道结构在设计使用年限内发生疲劳破坏的概率大幅提高。 为了研究无砟轨道在列车荷载作用下混凝土的损伤演化规律，本文根据客货共线无砟轨道在服役过程中的受力特点，制作了一批混凝土梁试件，建立了弯曲疲劳荷载作用下混凝土的损伤演化方程。比较不同荷载工况下混凝土损伤演化的趋势，分析列车轴重和列车车速对混凝土损伤演化的影响规律，并结合损伤累积理论对无砟轨道的寿命进行了预测。主要研究结果如下: (1)在几种应力水平和加载频率的荷载组合下，混凝土相对动弹性模量随加载次数的增加呈现加速下降的趋势。采用二次多项式建立相对动弹性模量和加载次数的损伤演化方程，数据分析显示试验数据和拟合曲线之间的相关性良好。比较几种荷载工况下混凝土的损伤演化方程可知，应力水平越高、加载频率越低，混凝土的损伤演化速率越快。 (2)根据混凝土损伤演化规律对客货共线无砟轨道进行寿命预测的结果显示，在单一荷载条件下货车荷载作用的疲劳寿命远低于客车荷载作用的疲劳寿命，而客货车荷载交替作用下无砟轨道混凝土的疲劳寿命介于两种荷载单独作用的疲劳寿命之间，并且与货车荷载单独作用的疲劳寿命较接近。 研究表明，货车运行会加速无砟轨道结构中混凝土的损伤演化速率，使无砟轨道结构的疲劳寿命大幅降低，并且当线路出现病害问题时，列车荷载作用在无砟轨道结构上可能产生应力集中现象，这将进一步降低无砟轨道的疲劳寿命，建议对于客货共线运营模式的无砟轨道线路状况进行密切的关注。 |
| 作者： | 倪跃峰 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 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： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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