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京沪高速铁路高架站轨道系统力学特性的监测技术研究
| 论文题名： | 京沪高速铁路高架站轨道系统力学特性的监测技术研究 |
| 关键词： | 高速铁路;高架站;轨道系统;力学特性;长期监测系统 |
| 摘要： | 高速铁路由于地形、地质等条件限制，有相当数量的无缝道岔设置在高架结构上，形成高架站无砟轨道无缝道岔结构。高架站轨道系统综合了无缝线路、无缝道岔、无砟轨道、桥梁等技术难点，是高速铁路轨道系统安全服役中的薄弱环节。因此针对这一复杂结构体系，非常有必要建立长期监测系统，实时测试其安全服役行为，对可能发生的破坏进行预测预警，为高速铁路的安全运营提供保障。 本文基于有限元方法和多体动力学分析理论，建立了高速铁路桥上板式无砟道岔静、动力学模型，分析了影响高架站轨道系统受力与变形的主要因素，研究了高架站轨道系统的敏感指标及区域，提出了监测内容、监测方法和测点布点方案。结合京沪高速铁路现场试验，建立了高速铁路高架站长期监测系统，实现了监测数据的自动采集传输，分析和预测预警等功能。通过长期监测数据验证了理论分析模型，完善了监测方法，为高速铁路轨道系统监测技术的研究提供了科学依据。主要研究工作及成果如下: (1)高速铁路桥上板式无砟道岔静、动力学模型的建立 针对高速铁路桥上板式无砟道岔的结构特点及力学特性，本文基于有限元理论，建立了高速铁路无缝道岔—无砟轨道—桥梁有限元模型;基于多体动力学和车辆-轨道耦合动力学分析理论，通过联合仿真技术建立了车-岔-桥系统空间耦合动力分析模型;利用现场实测数据验证了模型的可靠性。 (2)高速铁路高架站轨道系统敏感区域研究 对高速铁路桥上无砟道岔静动力评估方法和指标进行了归纳总结。借助高速铁路无砟道岔静、动力学分析模型，以桥上无砟道岔检算指标作为评价标准，从温度荷载、列车荷载等方面对高速铁路桥上无砟道岔的敏感区域进行了分析，得到了高架站轨道系统的敏感指标和区域，提出了高架站轨道系统的长期监测内容。 (3)高架站轨道系统长期监测方法和测点布置的研究 根据长期监测内容，提出了基于光纤光栅技术测试轨道结构的受力和小变形，基于视频感知技术测试轨道结构的大变形。借助理论分析结果和相关性分析方法，确定了桥上无砟道岔测点布置方案，并以此为基础开展了京沪高速铁路现场试验。 (4)高速铁路高架站长期监测系统的建立和长期监测数据的分析 结合京沪高速铁路现场试验，建立了高速铁路高架站长期监测系统，实现了监测数据的自动采集传输、分析、异常数据处理和预测等功能。通过对长期监测数据的分析处理，揭示了长期荷载作用下高架站轨道系统的受力变形规律。 |
| 作者： | 林超 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 高亮 |
| 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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