窄軌有砟軌道動(dòng)態(tài)性能影響——空吊軌枕.pdf

1、鐵路運(yùn)輸跟其他交通方式相比比較環(huán)保而且運(yùn)輸效能比較高。它在世界各國(guó)家的交通基礎(chǔ)設(shè)施上起著較重要的作用。在鐵路行業(yè)，有砟軌道是鐵路結(jié)構(gòu)最常見(jiàn)而且是最攢錢的一種結(jié)構(gòu)。有砟軌道在使用中，列車的重復(fù)荷載作用下道砟顆粒劣化，引起道床污染由于軌道表面的精細(xì)浸潤(rùn)。道表面的細(xì)顆粒填補(bǔ)道砟顆粒之間的空隙，影響道穿排水性能，造成不均勻的軌道沉降和高昂的維護(hù)維修的成本。不均勻的軌道沉降影響的軌枕與道砟顆粒的相互作用，導(dǎo)致跟蹤支持問(wèn)題，比如吊軌枕，軌道的橫向阻

2、力等。本論文研究有砟軌道道床上有吊軌枕的問(wèn)題。吊軌枕是說(shuō)在軌道結(jié)構(gòu)常見(jiàn)的在道床不受支持的軌枕。吊軌枕根道砟劣化和不均勻的軌道沉降有關(guān)系的。
　　近幾十年來(lái)，許多鐵路行業(yè)的學(xué)者一直在研究吊軌枕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)軌距軌道動(dòng)力響應(yīng)，不過(guò)幾乎沒(méi)有研究集中在窄軌軌道上。這可能是因?yàn)槭澜缟虾芏鄧?guó)家使用標(biāo)準(zhǔn)軌距軌道;然而，南美洲、非洲和澳大利亞的一些國(guó)家仍然在他們主鐵路線網(wǎng)中使用窄軌道。本論文只在研究窄軌軌道與吊軌枕的動(dòng)力響應(yīng)，試圖對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)作出貢獻(xiàn)。為了

3、實(shí)現(xiàn)本研究的目標(biāo)，使用商業(yè)軟件ABAQUS/CAE生成列車-軌道耦合三維有限元模型用來(lái)模擬火車和軌道條件。因此，研究吊軌枕低下間隙的大小和連續(xù)吊軌枕的數(shù)量對(duì)軌道組件動(dòng)力的加速度、位移、應(yīng)力、反應(yīng)力、輪軌接力，以及路基應(yīng)力和使用周期產(chǎn)生的影響。
　　在本研究中發(fā)現(xiàn)輪軌接觸力隨著吊軌枕低下間隙的大小增加而增加。然而，當(dāng)連續(xù)吊軌枕的數(shù)量增加時(shí)，輪軌接觸力大大得增加?？奂姆磻?yīng)力也隨著吊軌枕低下間隙的大小和連續(xù)吊軌枕的數(shù)量的增加而線性的增

4、加。當(dāng)在軌道結(jié)構(gòu)有五個(gè)連續(xù)吊軌枕，輪軌接觸力增加了25.7％，同時(shí)扣件的反應(yīng)力增加了149.9％。吊軌枕對(duì)扣件的設(shè)計(jì)能力不利，減小扣件的耐久性，并要求常量的軌道防護(hù)維修作業(yè)為了保證列車運(yùn)行期間的安全。
　　軌道結(jié)構(gòu)組件動(dòng)位移，加速度以及動(dòng)應(yīng)力也隨著隨著吊軌枕低下間隙的大小和連續(xù)吊軌枕的數(shù)量的增加而線性的增加。當(dāng)軌道結(jié)構(gòu)上有五個(gè)連續(xù)吊軌枕時(shí)，鋼軌的垂直位移比較大，能夠達(dá)到17.6mm。這種軌道的高位移在軌道上產(chǎn)生了沖擊荷載，輪軌和鋼

5、軌的不平順，降低軌道結(jié)構(gòu)組件的性能。吊軌枕在軌道結(jié)構(gòu)上引起道砟床的動(dòng)加速度。當(dāng)?shù)踯壵淼拖麻g隙的大小為20mm，道砟床的動(dòng)加速度提高了42.9％，而當(dāng)軌道結(jié)構(gòu)上有五個(gè)連續(xù)吊軌枕時(shí)，道砟床的動(dòng)加速度提高了54.5％。高動(dòng)加速度在道床上會(huì)引起道砟顆粒劣化，減小道床排水性能，減小道床橫向阻力和能量。吊軌枕在軌道上增加了吊軌枕區(qū)附近的軌枕動(dòng)應(yīng)力。當(dāng)軌道結(jié)構(gòu)上有一個(gè)吊軌枕而且吊軌枕低下間隙的大小為20mm時(shí)，吊軌枕旁邊的動(dòng)應(yīng)力增加了55.9％。當(dāng)軌

6、道結(jié)構(gòu)上有五個(gè)連續(xù)吊軌枕時(shí)，吊軌枕區(qū)旁邊的軌枕動(dòng)應(yīng)力增加了211.8％。軌枕高動(dòng)應(yīng)力在軌道上引起軌枕裂縫，而且減小混凝土軌枕的設(shè)計(jì)能力和性能。在軌道結(jié)構(gòu)上連續(xù)吊軌枕減小路基層的應(yīng)力分布區(qū)，而在吊軌枕區(qū)旁邊的軌枕下引起較高的動(dòng)應(yīng)力。
　　當(dāng)軌道結(jié)構(gòu)上有五個(gè)連續(xù)吊軌枕時(shí)，路基表面的偏差應(yīng)力比正常軌道結(jié)構(gòu)增加227％。五個(gè)連續(xù)吊軌枕也增加路基的累積應(yīng)變并提高100％的路基漸進(jìn)節(jié)切破壞。這個(gè)研究還發(fā)現(xiàn)在相同軌道結(jié)構(gòu)條件下，吊軌枕在窄軌軌道