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高速条件下路基上CRTSⅡ型无砟轨道频谱特性研究
| 论文题名： | 高速条件下路基上CRTSⅡ型无砟轨道频谱特性研究 |
| 关键词： | 高速铁路;无砟轨道;振动频谱;动态响应 |
| 摘要： | 近年以来，我国高速铁路进入飞速发展的阶段，随之无砟轨道结构所产生的振动问题也越来越突出。但是目前对无砟轨道动态响应的研究主要是基于时域条件下，对其频谱特性以及影响因素尚不明确。然而振动频谱作为无砟轨道结构本身的一个重要属性，对研究高速列车-无砟轨道-路基系统耦合作用下轨道结构的振动有非常重要的意义。同时当无砟轨道产生伤损病害，其振动频谱会产生变化，通过对典型伤损病害下轨道结构频谱特性的研究，可以从频率的角度提取病害的特征，运用到检测上，为运营和维护提供可靠依据。本文从测试试验和理论模型两方面对不同条件下路基上CRTSⅡ型无砟轨道频谱特性进行研究，主要内容如下: 1、在京津城际铁路线对路基上无砟轨道在高速列车动态荷载下的动态响应进行了现场测试，对轨道结构各部分的振动加速度时程曲线以及频谱曲线进行分析，并对其各部分之间的振动传递规律进行了研究，分析结果表明轨道结构自上而下振动能量依次衰减，且从钢轨到轨道板以及轨道板到支承层再到基床表层，振动加速度的高频部分衰减比较的快，低频部分衰减的比较慢。 2、以路基上CRTSⅡ型无砟轨道为基础，建立了车辆-轨道-路基耦合动力有限元模型，分别针对不同的行车速度，列车型号，扣件刚度以及下部基础时轨道结构的动态响应进行计算并对频谱进行分析，结果表明:随着列车速度的增大，轨道结构的振动加速度频谱曲线峰值的频率和幅值都有所增大;运行不同类型列车时轨道结构振动加速度频谱峰值频率大小基本不变，但是幅值有一定的变化;随着扣件刚度的增大，钢轨的加速度频谱以及轨道板和支承层的中高频部分，频率大小基本不变而幅值增大;不同下部基础的轨道结构振动加速度频谱峰值频率大小变化不明显，但轨道板和支承层在50Hz以下的低频部分的幅值大幅的减小。 3、建立了轨道板与CA砂浆层之间产生上拱离缝病害的有限元耦合模型，分析离缝病害对轨道结构频谱所产生的影响，结果表明:当轨道结构产生离缝病害以后，轨道板振动频谱会在低频部分产生一个明显的峰值，幅值远大于正常状态的加速度频谱曲线;随着离缝长度的增大，轨道板和支承层的振动频谱主频先减小后增长，而幅值先增长后减小;随着初始离缝量的增大，轨道结构振动频谱主频大小基本不变，幅值在低频部分显著的增长;当离缝轨道的轨道板特征频率峰值在5Hz附近，其幅值大于2.12m/s2/Hz时，轨道结构的安全性指标超限，一定要及时对轨道结构的离缝病害进行处理。 |
| 作者： | 王嘉斌 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 肖宏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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