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原文传递有碴轨道结构的变形设计及其几何状态行为理论的研究

论文题名：	有碴轨道结构的变形设计及其几何状态行为理论的研究
关键词：	有碴轨道结构;变形设计;轨道几何状态;结构变形;分析与评价;轨道几何不平顺;评价方法;状态分析;铁路轨道;计算方法;复合不平顺;统计特征;实例分析;破坏理论;理论体系;结构设计;变化规律;系统;分析的方法;状态评价
摘要：	铁路轨道结构设计时多以强度参数作为主要控制指标。而随着铁路速度的提高和铁路轨道结构类型多样性的增加，特别是轨道结构日常养护维修费用的居高不下，仅仅依靠传统的强度设计理论来选择轨道结构类型是不完整的，因此，本文提出在考虑强度设计指标的同时，在轨道结构设计和选型时，将轨道结构的长期变形考虑进来，即以变形设计作为辅助手段，使轨道结构的设计和选型更加科学、合理。研究轨道结构的变形规律是轨道结构变形设计的基础。本文在文献阅读和资料调查的基础上，重点整理和研究分析轨道结构的变形特点，并借鉴日本在轨道结构变形研究方面的资料，归纳轨道结构变形设计的计算方法与流程。同时，结合现场检测和调查资料的归纳与分析，对有碴轨道结构的几何状态行为进行分析，从而获得有碴轨道结构的几何状态变化规律。故，本文从以下几个方面进行了阐述： 1.在综合分析国内外轨道结构设计理论和方法的基础上，联系我国铁路行车的具体条件，对有碴轨道结构的变形设计理论体系作了比较系统的分析与阐述，包括有碴轨道结构变形设计的特征、核心理论与方法等。 2.有碴轨道结构变形设计的核心理论之一就是轨道结构破坏理论，而轨道变形的计算则是轨道结构破坏理论的核心问题。本文在归纳、总结分析国内外关于轨道变形计算方法的基础上，选择日本内田雅夫提出的轨道下沉计算公式，结合我国铁路的实际数据，以高低不平顺发展的计算与校核为例，对有碴轨道结构变形设计进行了实例分析。 3.轨道结构构造系数也是轨道结构破坏理论的核心问题之一。轨道结构构造系数概念和计算方法的阐述与分析，弥补了国内一直以来对轨道结构整体性能缺少评价指标的问题，为轨道结构的合理选型、科学应用提供了比较好的参考建议。此外，结合我国典型的轨道结构参数，在编程实现自动计算的基础上，完成相应的构造系数的计算工作，并对轨道结构构造系数的应用做了初步的分析，为进一步评价轨道结构的使用性能，建立适应不同行车条件的最佳轨道结构奠定了基础。 4.在全面分析了轨道几何状态的随机性和波状特性的基础上，借鉴既有的轨道几何不平顺的分析与评价方法，提出了以轨道几何状态的统计特征为出发点、结合大量的现场实测数据、对轨道几何状态的变化规律进行了分析的方法，即利用数理统计分析的方法，对轨道几何状态的检测数据进行统计特征分析的方法。此外，分别从轨道几何状态的峰值分析、均值分析、峰值与均值的关系分析以及复合不平顺等方面对此进行了细致的实例分析，主要包括实例验证了轨道几何不平顺的峰值与均值的相关性，即其最大值与标准差之间为近似3倍的关系；首次对轨道复合不平顺的分布特征、动静态关系及复合不平顺与列车运行平稳性的关系等进行了实例分析，并提出了建议的管理标准；提出了利用轨道几何不平顺概率分布的推移变化来评价轨道几何状态变化规律的方法；等等。 5.利用Visual Basic语言，研制了以轨道几何状态分析理论和分析方法为核心的铁路轨道几何状态质量评价系统。该系统成功解决了轨道几何状态预测、评估、管理等方面的相关问题，为实现铁路轨道结构的状态修奠定了基础，也为轨道结构状态分析与评价提供了高效的手段。 6.综合国内外轨道几何状态分析与评价方法，结合国内轨道几何状态管理的现状，提出了轨道几何状态分析与评价的指标体系、评价方法等。综上，本文初步建立了有碴轨道变形设计理论体系和轨道几何状态行为特征的分析与评价方法和系统，并对其中的具体问题作了详细的分析与探讨。但是，尚需进一步将有碴轨道结构变形设计理论体系中的相关问题具体化、细致化，以便更好地指导实践，同时，也需要结合最新的技术和方法，完善轨道几何状态评价方法，提高轨道几何状态评价的科学性、针对性、可靠性。关键词：铁路，轨道结构，有碴轨道，变形设计，轨道不平顺，几何状态，行为理论，统计特征，评价系统，评价指标，预测方法
作者：	李海锋
专业：	道路与铁道工程
导师：	练松良;许玉德
授予学位：	博士
授予学位单位：	同济大学交通运输工程学院
学位年度：	2006
正文语种：	中文