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基于轮轨作用力的重载铁路双线桥动力响应及加固效果分析
| 论文题名： | 基于轮轨作用力的重载铁路双线桥动力响应及加固效果分析 |
| 关键词： | 重载铁路双线桥;动力响应;加固技术;轮轨力 |
| 摘要： | 双线桥在我国重载铁路桥梁中占有很大的比例。由于上下行线列车偏载、既有线路设计之初未能考虑运输能力的急速增长、列车轴重增加和提速等原因，列车行车安全稳定性能和桥梁轨道结构的安全耐久性能出现严重问题。本文分析了上述问题产生的原因，并提出相应的改进措施。本文的主要研究工作和结论分为以下几个方面: (1)编制了基于车桥耦合的轮轨力仿真模拟程序。以MATLAB为编程工具，根据轮轨动态耦合关系，考虑轨道不平顺、轮对蛇形运动，利用迹线法、Hertz非线性弹性接触理论、Kalker线性理论，编制仿真模拟程序计算重载铁路上下行列车轮轨力。在程序编制过程中，采用了一种基于蛇形运动求解参数的计算方法，避免了传统研究中参数的随机指定，同时避免了复杂积分，为计算提供了方便。通过与实测值的比较，验证了该程序的可靠性，为重载铁路轮轨力的仿真模拟提供了一种有效的途径。 (2)利用有限元软件建立了重载铁路双线桥单层点支承轨道分析模型，结合实际工况，分析了不同工况下桥梁的竖向动力响应。通过分析认为:既有线路横向连接偏弱，造成竖向动力响应出现明显不同步性，对桥梁的安全性和耐久性非常不利;载重量和车速在竖向动力响应方面均有较大的影响;不同车速列车相同时间上桥或者有时间差上桥，桥梁动力响应基本一致;上行线重车对桥梁的影响明显大于空车。同时提出相应的桥梁加固方案。 (3)利用仿真模拟程序得到的轮轨力进行了车辆运行安全性、稳定性、车辆与轨道动态作用性能分析。通过分析认为:1、车辆运行安全性方面，重车安全性优于空车，当空车车速超过80km/h时，有脱轨危险;2、车辆运行平稳性方面，空车竖向和横向平稳性较重车差，当车速较大时，空车和重车横向和竖向振动较大;3、车辆与轨道动态相互作用性能方面，各项指标均符合规范要求，但随着车速的提高，各指标增幅较大，接近限制值，上行线将会出现规矩扩大和轨排横移的可能性。同时提出了加强既有线路养护、改善线路材料性能、升级转向架、改造结构等措施来提高车辆和轨道的营运性能。 |
| 作者： | 牛小犇 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 安明喆;闫志刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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