文档介绍：中南大学
博士学位论文
高速铁路轨道路基竖向动力响应研究
姓名:聂志红
申请学位级别:博士
专业:道路与铁道工程
指导教师:刘宝琛;李亮
20050810
摘要随着列车速度不断提高,列车荷载对轨道路基动力效应越来越明显。其动力响应规律是轨道路基设计、施工、养护的依据。我国高速铁路快速发展使该课题越来越得到铁路工作者的重视。本文在总结和吸取前人研究成果的基础上,从理论研究、数值模拟、现场试验三方面对轨道路基动力响应进行了研究,主要研究成果樯芰烁咚偬饭斓酪宦坊峁剐问剑⒍怨斓缆坊ο应研究历史与现状进行回顾和总结。⒘烁咚偬仿坊斓蓝ο煊Ψ治霭虢馕瞿P汀8媚P考虑了路基/轨道结构各组成部分、将列车荷载简化为移动谐振荷载、轨道结构模拟为层状梁、路基视为各向同性粘弹性半空间体。通过傅立叶变换获得了控制方程在波数域内的解。利用快速傅立叶变换,将波数域内解转换为空间域内的解,通过算例分析了荷载速度与频率对路基表面位移的影响。⒘顺盗疽还斓缆坊詈献饔孟孪低呈蚨ο煊Ψ治鲇限元模型。该模型首先车辆模拟为多自由度刚体、钢轨模拟为离散支承的梁单元、轨枕、道床、路基离散为八节点块体单元,并考虑了轮轨接触的非线性与道碴、路基材料本构关系的非线性。然后利用粘弹性人工边界模拟路基的无限域,运用数值积分法与分离迭代法求解运动方程。最后基于大型商业软件亩慰7⑹迪址抡娣治觯并通过与文献数据及现场测试数据对比验证了模型的正确性。晕夜谝惶跆房驮俗ㄏ摺!G厣蚩驮俗ㄏ吖斓缆坊问基础,利用建立的车辆/轨道路基动力分析模型对轨道路基动力响应影响参数:列车速度、轨面不平顺、道床与基床表层厚度、基床表层与路基刚度进行了分析。根据计算结果,对秦沈客运专线轨道路基设计参数进行了评价。谇厣蚩驮俗ㄏ呤匝槎慰U共煌脖聿憬峁辜奥坊⒐斓动力响应现场测试,首次获得了列车速度为痟时基床表层路基动力响应试验数据。对测试数据进行时频分析,研究不同基床表层结构在不同列车速度下动力响应规律,为我国高速铁路路基设计提供重要依据。如下:
谌孀芙崧畚墓ぷ鞯幕∩希岢隽吮究翁庥写诮徊研究的若干问题。关键词高速铁路,轨道路基,动力响应,有限元,现场测试Ⅱ
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作者签名:』单导师签名刍三当掌冢荷闲泼嗽翴磊名红箍名缸原创性声明聂壹红辍荒玙月』虬日关于学位论文使用授权说明本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在在论文中作了明确的说明。作者签名:本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文;学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。日期:
第一章绪论引言高速铁路轨道路基结构形式年秦沈客运专线建成,年鹿Ψ稚⑿汀跋确婧拧钡缌Χ底榇性研究,为高速铁路路基设计、施工、维护提供参考。铁路是国民经济的大动脉,承担着繁重的客货运输任务。为适应我国经济快速发展,我国在既有线大面积提速同时修建高速铁路,年月,我国第一条准高速铁路一广深铁路正式开通运营,标志着中国铁路向高速化迈出了一大步。造了痟的中国最高试验速度,年月国产动力集中型“中华之星”电力机车历史性地使中国铁路跨进了痟的门槛,达到了创纪录/高试验速度。秦沈痟客运专线已开始运营、郑西、京津、温福、沪宁等客运专线已开始建设,京沪高速铁路己在筹建之中,这表明我国即将迎来高速铁路建设高潮。高速铁路发展必须以安全、可靠、舒适为前提,而这些均取决于铁路系统各构成方面的高品质与高可靠性,其中路基轨道稳定与平顺尤为重要。列车速度的提高使铁路轨道路基砸临新的问题,⑾只登胺讲下沉并伴有地裂现象。日本在修建东海道新干线时为降低造价,降低了路基填料质量,运营一年后路基出现了不少病害,使列车运行速度大大降低速度的提高使轨道路基承受荷载的大小与频率发生了改变,导致轨道路基动力响应发生了较大变化。轨道路基动力响应包括轨道路基动变形、动应力及加速度等,其大小与分布关系到轨道路基强度、疲劳特性、累积变形及其动力稳定性,并直接影响高速铁路路基设计、使用和养护维修。目前轨道路基动力响应成为高速铁路路基研究重点。各国铁路工作者在理论分析、试验研究、计算机仿真模拟等方面进行了大量研究工作,取得了较大成果。我国同济大学、西南交通大学、中南大学、北方交通大学、华东交通大学、铁道部科学