文档介绍：路基不均匀沉降对岔区无砟轨道结构力学特性的影响研究
北京交通大学
硕士学位论文
路基不均匀沉降对岔区无砟轨道结构力学特性的影响研究
姓名:马军旺
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:蔡小培
201107中文摘要
中文摘要
摘要:沉降变形的控制是路基上铺设无砟道岔的核心问题。由于道岔的结构特征
和几何特征决定了其在高速运行条件下,列车和道岔的相互作用机理非常复杂,
基础变形导致的道岔不平顺往往会大幅增加列车一道岔系统的动力响应,严重影
响列车运行安全性、舒适性、平稳性。本文通过沉降地段轨道结构受力的准静态
模拟,揭示出不均匀沉降地段无砟轨道结构的位移变形及应力分布变化情况,找
出易受不均匀沉降影响而发生破坏的部位。
本文采用通用有限元软件对不均匀沉降作用下路基岔区无砟轨道进行力学分
析,钢轨采用弹性点支承梁单元模型,扣件采用点支承弹簧单元模拟,道岔板、
砂浆层、支承层采用实体单元进行模拟,基础的支承采用非线性弹簧单元进行模
拟,通过非线性弹簧刚度的变化来模拟路基不均匀沉降曲线的变化。本文假定路
基变形按余弦曲线变化,据此进行模拟计算。
本文模拟分析了岔区轨道结构在纵向不均匀沉降条件下位移变形及受力情况,
首次考虑了岔区横向不均匀沉降的影响,分析了路基沉降区域不同沉降弦长、不
同沉降幅值、不同列车速度对岔区无砟轨道结构位移变形及受力影响。主要工作
如下:对路基不均匀沉降类型、控制标准及路基不均匀沉降区域轨道结构受力计
算方法及研究现状、岔区无砟轨道基础变形引起的不平顺研究现状进行了调研和
总结;运用有限元软件建立路基一无砟道床一道岔静力计算分析模型和路
基一无砟道床一道岔动力学瞬态分析模型,通过实体单元、质量单元、非线性弹
簧的变形曲线的组合,分析路基不均匀沉降条件下轨道结构位移变形和受力情况,
分析了纵向和横向不均匀沉降中沉降幅值、沉降弦长、列车速度对岔区轨道结构
位移变形及受力影响,并找出不均匀沉降条件下轨道结构易受破坏的结构部位;
按照保证轨道结构不出现空吊现象及道岔板最大应力不超过允许应力的原则,据
此提出不均匀沉降限值;分析、总结不均匀沉降条件下岔区无砟轨道结构各部件
响应规律。
关键词:道岔;无砟轨道;路基;不均匀沉降;瞬态动力学
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致谢
本论文的工作是在我的导师蔡小培老师的悉心指导下完成的,蔡小培老师严
谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢两年来
蔡小培老师对我的关心和指导。
高亮教授、谷爱军副教授在两年的学****生活中给予我极大的帮助和鼓励,衷
心感谢两位老师的关心和帮助。
彭华副教授、肖宏副教授悉心指导我的论文工作,在学****上和生活上都给予
了我很大的关心和帮助,在此向彭老师、肖老师表示衷心的谢意。
在撰写论文期间,乔神路博士提出了很多宝贵的意见和建议,给予我悉心的
指导和帮助,吴凯伟、王春晖等同学及安彦坤师弟、邱金帅师弟等对我论文中的
建模及研究工作给予了热情帮助,在此向他们表达我的感激之情。
另外也感谢我的女友及家人,他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我
的学业。第一章绪论
绪论
第章
.引言
在我国铁路“十五计划”编制中已明确指出,要加强快速客运专线的建设,逐
步建成以北京、上海、广州为中心,连接各省会城市和其它大型城市问铁路快速
客运系统。年月日,国务院主持通过的《中长期铁路网规划》为我国铁路
发展描绘了宏伟蓝图。至年,我国铁路运营总里程达万公里,要建设“四
纵四横快速客运专线及三处城际快速轨道交通系统,实现主要繁忙干线客货分
线运输。建设高标准的铁路客运专线,是《中长期铁路网规划》中的一项重要内
容。
..无砟轨道的发展
从世纪年代开始,无砟轨道在世界各国得到发展并逐步广泛应用。经过
多年的发展,无砟轨道经历了数量上由少到多、技术上由浅到深、类型上由单
一到多种、铺设范围上由个别地段到全线铺设的发展历程。目前高速铁路比较发
达的国家大都采用无砟轨道作为主要的轨道结构型式,