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路基不均匀沉降对列车运行安全性和轨道动力性能的影响
| 论文题名： | 路基不均匀沉降对列车运行安全性和轨道动力性能的影响 |
| 关键词： | 铁路路基;不均匀沉降;列车运行;安全性;轨道;动力性能 |
| 摘要： | 路基是铁路工程中最不可控的部分，其过大的不均匀沉降会直接威胁到列车的行车安全，限制列车的运行速度，降低乘客的舒适性，加速轨道的退化，因此，路基不均匀沉降一直是高速铁路运行中非常值得关注的问题。有砟轨道作为传统的轨道结构形式，在一定的维修养护条件下具有良好的轮轨接触效应，弹塑性能好、价格低、易维修更换、吸收噪音性能好等优点，在国内外高速铁路线路中仍然得到了广泛的应用。 为了对路基不均匀沉降对运行列车及轨道结构的影响程度进行详细表征，本文基于车辆-轨道动力学理论，采用ABAQUS有限元分析软件建立了列车-有砟轨道-路基有限元模型，分析了列车轨道系统的垂向动力响应，通过对比规范，得到了路基不均匀沉降限值。主要工作内容和结论如下: (1)介绍了建立列车-轨道-地基土耦合系统模型所用到的相关理论和方法，并且对所涉及到的无限元、阻尼、ABAQUS动力学分析、Python语言的应用等相关内容做了详细的阐述。 (2)介绍列车-有砟轨道-地基土二维有限元-无限元模型的建立过程，详细叙述了模型建立中单元、计算参数的选取、轨道不平顺的模拟，介绍了路基不均匀沉降曲线的选取以及具体的施加方法，并且最后通过两个算例对有限元模型进行了校核，验证了模型的正确性。 (3)通过分别计算软土路基、硬土路基在100种不同幅值和长度的路基不均匀沉降下，列车通过不均匀沉降路段的轮重减载率最大值、车体垂向加速度最大值、动力系数最大值、沉降中心点位置处上部轨道结构变形最大值，并且与相应规范的限值进行了比较，得到了相应的路基不均匀沉降阈值图。最后，选取了其中一种不利的路基不均匀沉降工况，分别计算了5种不同车速下上述几种动力指标最大值，分析了速度对限值的影响。 (4)对比分析了二、三维模型两种工况下列车车体垂向加速度、轮轨接触力最大值时程，验证了二维模型在计算路基不均匀沉降相关问题的适用性。 |
| 作者： | 郭佳 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 曹艳梅 |
| 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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