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软土地区铁路既有线动力响应测试及提速列车—路基动力作用特性研究
| 论文题名： | 软土地区铁路既有线动力响应测试及提速列车—路基动力作用特性研究 |
| 关键词： | 铁路运输;提速改造;路基结构;动力响应;数值模拟 |
| 摘要： | 伴随我国铁路运输事业的迅猛发展，大量既有线运力不能满足要求而亟待提速改造。在软土地区，既有线提速时往往面临路基沉降量大、路床病害多，路桥过渡差异沉降严重等严峻的路基问题，线路提速势必加剧列车荷载对路基的动力作用，加重路基的负担，加快路基的累积变形，从而破坏轨道结构，影响线路稳定和安全。现有既有线改造设计方法往往从静力和拟静力层面出发，忽视与线路速度相关的路基动力问题。为了评价线路提速对既有线路基的影响，本文以上海金山既有线线提速改造为工程项目依托，从动力学角度出发，采用现场动力响应测试手段和有限元数值模拟方法，对既有线提速列车—路基动力作用特性进行了研究，主要完成以下研究工作： （1）在既有线现状的调查结果和加速度测试原理和方法的基础上，设计和制定路基结构振动现场测试方案，分别对普通路基和路桥过渡段关键部位进行加速度测试。通过数据整理分析，获得提速前路基加速度空间分布规律和时域、频域特征，以及路桥过渡段轨道和基床表面加速度响应特征。 （2）基于ABAQUS大型有限元分析平台，建立实测条件下普通路基动力分析模型，将实测基床表面加速度作为系统激励模拟列车荷载，计算获得提速前路基动力响应值。加速度实测值与理论值对比吻合，验证了模型的有效性。 （3）基于荷载竖向传递模式，建立移动荷载和动荷载时程函数两种提速列车荷载的模拟方法。以提速前模拟结果与实测值吻合为条件，分析列车速度提升对普通路基动力响应特性的影响，提出动应力影响深度和动力附加沉降两项动力分析指标，并得到其随速度增加的变化规律。 （4）建立路桥过渡段路基—场地、轨道—基础三维有限元动力分析模型，以移动荷载模拟列车荷载，分析和评价提速对过渡段路基动应力和动变形，及轨道振动的影响，并分析过渡段轨道振动沿线路纵向距离和随路桥不均匀沉降变化的变化特性。 |
| 作者： | 许杰 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 徐永福 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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