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复杂荷载下曲线地段路基上双块式无砟轨道疲劳特性研究
| 论文题名： | 复杂荷载下曲线地段路基上双块式无砟轨道疲劳特性研究 |
| 关键词： | 无砟轨道;雨流计数法;线性累积损伤准则;疲劳特性 |
| 摘要： | 路基上双块式无砟轨道是高速铁路一种主要路基上无砟轨道结构型式，在包括武广客运专线，郑西客运专线在内的我国数条高速客运专线上得到广泛应用。 目前，国内外学者虽对路基上双块式无砟轨道疲劳特性进行了一些研究，但大多针对直线地段双块式无砟轨道结构，没有考虑曲线地段独有的未平衡超高和列车导向时较大的轮轨横向力等因素对曲线地段双块式无砟轨道结构疲劳特性的不利影响。因而，目前国内外路基上双块式无砟轨道疲劳特性的研究成果还具有一定的局限性，不能很好满足地我国高速铁路曲线地段双块式无砟轨道设计的需要。为了更好地设计我国的高速铁路，迫切需要对高速铁路曲线地段双块式无砟轨道疲劳特性进行深入研究。 为此，本文在消化吸收国内外研究成果的基础上，考虑服役期间曲线地段路基上双块式无砟轨道各荷载的时变特性和动态耦合作用，建立了服役期间复杂荷载下曲线地段路基上双块式无砟轨道应力谱理论模型;在结合Miner线性疲劳累积损伤模型和钢筋、混凝土的S-N曲线的基础上，建立了服役期间复杂荷载下曲线地段路基上双块式无砟轨道疲劳寿命预测模型。 并用建立的疲劳寿命预测模型，以长沙地区气候条件为例，研究了服役期间复杂荷载下曲线地段路基上双块式无砟轨道疲劳破坏特性;对不同曲线外轨超高，不同道床板厚度，不同道床板配筋率，不同支承层厚度，不同支承层弹性模量，不同施工温度等因素对曲线地段路基上双块式无砟轨道疲劳寿命的影响进行了研究。 研究得出以下结论:复杂荷载下曲线地段路基上双块式无砟轨道道床板混凝土及钢筋的疲劳寿命随曲线外轨未被平衡超高增大而减少，随支承层厚度增加而增大;支承层弹性模量增大，道床板混凝土的疲劳寿命减小，钢筋的疲劳寿命增大;道床板厚度增加，道床板混凝土的疲劳寿命随之增大，而钢筋的疲劳寿命则随之降低，道床板厚度约为0.25m两者疲劳寿命较为均衡;道床板混凝土及钢筋的疲劳寿命随道床板配筋率增大而增大，但是减小配筋率比增加配筋率对道床板混凝土及钢筋的疲劳寿命影响更为显著;道床板混凝土及钢筋的疲劳寿命随道床板混凝土施工温度增大而减小，可根据具体施工环境适当考虑降低路基上双块式无砟轨道道床板混凝土的最高施工温度。 研究成果将为丰富和完善我国无砟轨道理论和规程提供参考。 |
| 作者： | 曹扬风 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 徐庆元;李恒义 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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