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无砟—有砟轨道过渡段竖向动力性能研究
| 论文题名： | 无砟—有砟轨道过渡段竖向动力性能研究 |
| 关键词： | 无砟轨道;有砟轨道;过渡段;竖向动力性能 |
| 摘要： | 无砟一有砟轨道过渡段广泛存在于路桥、路隧连接地段，随着高速铁路与客运专线的飞速发展，这一问题得到了足够的重视。无砟与有砟轨道结构形式差异巨大，首先，势必造成无砟－有砟轨道过渡段在力学性能方面的刚度差效应。轨道刚度差达到一定程度，将会造成钢轨较大挠度差，随着通过总重增加将会形成轨面不平顺，而轨面不平顺会加剧轮轨系统冲击，形成恶性循环；其次，新线建设铺轨之后，无砟与有砟轨道存在不同工后沉降，差异沉降形成的轨面不平顺同样使得无砟－有砟轨道过渡段列车运行舒适性、平稳性、安全性降低。因此，我们应在尽量减小无砟与有砟轨道工后差异沉降基础上，设置合理长度的轨道刚度过渡段。本文进行的就是对CRTSⅠ板式无砟轨道与有砟轨道过渡段的车辆－轨道系统竖向振动性能的研究。 根据无砟－有砟轨道过渡段实际结构形式，取半宽轨道进行研究。无砟轨道采用双层叠合梁有限元模型，钢轨被模拟成粘弹性点支承Euler长梁，轨道板被模拟成连续粘弹性支承Euler自由短梁。有砟轨道采用三层弹性点支承有限元模型，不考虑道床剪切作用。单个车辆采用6自由度多刚体组合模型，完成了多个车辆运行模拟。运用轮轨密贴假定实现车轮与轨道的位移衔接，应用弹性系统总势能不变值原理和形成矩阵的“对号入座”法则建立系统竖向振动有限元方程，并采用Fortran语言编制了计算分析程序。将确定周期性正弦不平顺做为系统激振源进行计算分析，输出了主要动力响应时程，验证了本文程序的可行性与正确性。 应用分析模型研究了轨道刚度比、行车速度、轨面不平顺、行车方向对系统动力学影响，验证了过渡段设置的必要性，查明了过渡段轨面不平顺产生的根本原因，同时获得了轨道连接段轨下主要参数的最优取值范围。对比研究了过渡段刚度过渡设置方式，评价了多种参数设置形式对钢轨挠度差的改良效果，基本达到了减小轮轨系统冲击的目的。根据过渡段工后差异沉降大小，采用半波长余弦函数模拟轨面线形，根据不同行车速度，运用参数影响分析方法初步确定了过渡段的合理长度。本文最后结合上述分析并参照国内外现有的过渡段结构形式，提出了几种过渡段的结构设计方案。 |
| 作者： | 江万红 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 唐进锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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