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地面沉降下无砟轨道的力学特性研究
| 论文题名： | 地面沉降下无砟轨道的力学特性研究 |
| 关键词： | 高速铁路;无砟轨道;地面沉降变形;静力学特性;有限元模型 |
| 摘要： | 无砟轨道由于稳定性好、维修工作量少、寿命长等优点，在国内外高速铁路建设中得到广泛应用。基础沉降是高速铁路最常见的病害之一，沉降变形是路基上铺设无砟轨道需要解决的核心问题。由于无砟轨道的轨道板或道床板刚度较大，基础一旦发生沉降，将对无砟轨道的力学特性产生显著影响。我国现行的无砟轨道设计中，通常很少进行沉降设计。对沉降的研究也仅仅是考虑路基的沉降，忽略了支承路基的地面沉降对无砟轨道的影响。近几年来的研究表明，越来越多的基础沉降很大程度上归因于地面沉降。地面沉降具有成因复杂、不易控制、不可逆和沉降引起的无砟轨道受力机理不明确等特点，亟需对地面沉降下无砟轨道力学特性进行研究。 本文运用梁-体无砟轨道计算理论，通过有限元分析软件建立无砟轨道-路基耦合静力学模型、车辆-无砟轨道-路基耦合动力学模型，对其力学性能进行系统地研究分析。本文主要对不均匀沉降下土质路基上CRTSⅠ型板式无砟轨道和双块式无砟轨道进行计算分析，研究工作如下: 1、对地面沉降下无砟轨道的静力学特性进行计算分析。对余弦型沉降不同沉降幅值、不同沉降波长、不同沉降深度、砂浆不同弹性模量、底座板或支承层弹性模量折减等条件下，地面发生沉降时无砟轨道的静力学特性进行计算分析。并对地面发生错台型和折角型沉降时无砟轨道的受力进行计算，得到无砟轨道的受力和位移变形。 2、对地面沉降下无砟轨道的动力学特性进行计算分析。地面余弦型沉降不同沉降幅值、不同沉降波长、不同沉降型式、不同车速等条件下，对无砟轨道进行动力学计算。计算得到车辆的横、垂向加速度，钢轨和轨道板的加速度和位移，以及车辆的脱轨系数和轮轨减载率等参数。 3、对路基地段地面沉降限值进行探讨。结合模型计算，综合考虑保证行车安全、无砟轨道结构不破坏、旅客乘坐舒适性、结构可调误差等因素，提出地面沉降控制限值。建议地面沉降控制限值为20mm/20m。 |
| 作者： | 宁星 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 蔡小培 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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