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原文传递板边离缝对CRTS Ⅲ型轨道-路基系统动力特性影响研究

论文题名：	板边离缝对CRTS Ⅲ型轨道-路基系统动力特性影响研究
关键词：	高速铁路;无砟轨道;路基结构;落轴荷载
摘要：	我国高速铁路发展取得令世人瞩目的成就，截至2016年年底，运营总里程将超过2.36万公里，超过国外所有高速铁路总里程。如何保证如此大规模高速铁路长期安全稳定的运营是我国高速铁路工程研究的重点和难点，面临着艰巨的挑战。由于我国高速铁路服役环境复杂多变，且缺乏养护维修经验，运营线路上无砟轨道层间劣化与伤损病害，比如轨道板离缝、填充层碎裂等现象时有发生。因此，揭示层间离缝对无砟轨道结构动态性能的影响规律，对于我国高速铁路无砟轨道运营维护具有重要的理论意义和工程应用价值。本文针对CRTSⅢ型板式无砟轨道比较容易出现的层间离缝，分析了冲击荷载及车辆荷载作用下板边离缝对轨道-路基动力特性的影响，　　本研究主要内容包括：⑴基于CRTSⅢ型板式无砟轨道和路基系统实尺试验模型，测量统计了轨道板与自密实混凝土充填层界面侧边离缝的几何分布特征，同时开展了CRTSⅢ型板式无砟轨道-路基落轴冲击试验研究，统计分析了冲击荷载作用下轨道-路基结构动力响应分布规律，并利用Ansys/LS-Dyna有限元软件建立了含有板边离缝的有限元分析模型，分析了落轴荷载作用下，板边离缝对基础结构动力特性的影响规律，并和试验结果进行了相互对比分析。结果表明:无砟轨道具有良好的减振能力和扩散荷载的能力，荷载在经钢轨和扣件系统传递到轨道-路基结构过程中大幅衰减;冲击荷载作用下，各基础结构振动响应幅值沿轨道结构纵向和垂向均随振动传递距离的增加而减少。不同离缝宽度下轨道板垂向动应力沿横向的分布趋势基本相同，均呈驼峰分布趋势，有离缝一侧动态响应幅值总体大于无离缝一侧。板边离缝宽度在0-800mm的范围内，基础结构位移均随着离缝宽度的增加而持续增加，轨道板位移增幅最大，钢轨、轨道板和路基垂向加速度随着离缝宽度的增加而持续增加，轨道板加速度增幅最大;当离缝未扩展至钢轨下方时，自密实层、支承层和基床表层垂向加速度随着离缝宽度的增加而增加，当离缝扩展至钢轨下方时，又随着离缝宽度的增加而降低，离缝为800mm时的加速度与无离缝时相差无几。板边离缝高度对基础结构位移和加速度的影响较离缝宽度的影响要小很多，距离离缝越近的层面，动力特性受到离缝高度变化的影响越明显;离缝高度在0-3mm的范围内，基础结构各部件位移和垂向加速度均随离缝高度的增大有小幅增加，最大增幅均不超过13％。⑵车辆荷载作用下CRTSⅢ型板式轨道板边离缝会引起轨道-路基结构振动响应波形及峰值的异常变化，且对轮轨垂向力、轮重减载率及轨道路基各结构的动态响应均会产生较大的影响。结构一侧有离缝时，各结构离缝侧的动态响应总体大于无离缝一侧的动态响应;轨道-路基结构各部件动态响应随离缝高度、长度的增加而增加，板中位置振动响应总体大于板端，板中位置钢轨、轨道板振动响应随离缝宽度的增加而增大，自密实层、支承层和基床表层的振动加速度和动应力在离缝宽度达到钢轨正下方附近时达到最大值，之后随离缝宽度的增加而减小，说明轨道-路基结构振动响应同时受振动幅值和传递距离同时影响。动态响应变化幅度最大的结构通常出现在离缝附近位置，即轨道板和自密实层处，对钢轨及路基影响较小，说明轨道-路基结构距离缝越近受其影响越大。
作者：	吕天航
专业：	交通运输工程
导师：	宋小林
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