地震作用下有砟軌道動(dòng)力響應(yīng)及行車安全性研究.pdf

1、我國(guó)幅員遼闊，鐵路作為主要的交通運(yùn)輸方式，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著重要的作用。同時(shí)，我國(guó)地處世界兩大主要地震帶，地震活動(dòng)頻繁、分布廣泛、強(qiáng)度大，是一個(gè)地震災(zāi)害嚴(yán)重的國(guó)家。鐵路線路的運(yùn)營(yíng)里程通常較長(zhǎng)，不可避免地會(huì)經(jīng)過地震帶，有砟軌道作為傳統(tǒng)的軌道結(jié)構(gòu)形式，占鐵路運(yùn)營(yíng)總里程的比例很大，在地震作用下會(huì)因?yàn)槭Х€(wěn)壓屈而產(chǎn)生彎曲變形，同時(shí)結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在較大的內(nèi)力，這會(huì)加劇軌道結(jié)構(gòu)的破壞，影響列車的正常運(yùn)行。另外，地震動(dòng)會(huì)通過軌道結(jié)構(gòu)傳遞到正在運(yùn)行的列車上

2、進(jìn)而威脅行車安全。因此，有必要對(duì)地震作用下有砟軌道的響應(yīng)和行車安全性展開研究。
　　以結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)理論為基礎(chǔ)，利用有限元軟件ANSYS建立了有砟軌道結(jié)構(gòu)三維動(dòng)力有限元模型。選取典型的地震動(dòng)記錄，規(guī)格化調(diào)整后作為激勵(lì)輸入到軌道模型中，在ANSYS軟件中對(duì)軌道結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)進(jìn)行分析。軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析結(jié)果表明，地震作用下有砟軌道變形以波浪形橫移為主，鋼軌內(nèi)部存在較大的橫向彎矩和縱向力；鋼軌橫向位移、橫向彎矩以及縱向力均隨著地震動(dòng)強(qiáng)度的增大

3、而增大；軌道結(jié)構(gòu)在不同場(chǎng)地條件的地震動(dòng)記錄作用下，其地震響應(yīng)相差較大；道床阻力的降低是引起軌道結(jié)構(gòu)嚴(yán)重震害的主要原因，隨著道床橫向阻力的降低，鋼軌的橫向位移和橫向彎矩急劇增大，鋼軌的縱向力則隨著道床縱向阻力的降低而呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，從有利于抗震的角度出發(fā)，需要保證道床能提供足夠的阻力；無縫線路內(nèi)部存在溫度力時(shí)軌道地震響應(yīng)值明顯大于無溫度力時(shí)。
　　以多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論為基礎(chǔ)，利用 MSC.ADAMS/Rail軟件建立了車輛系統(tǒng)動(dòng)力

4、學(xué)模型。從軌道模型中提取軌枕的振動(dòng)加速度，并以此作為車輛系統(tǒng)的地震激勵(lì)，輸入到車輛動(dòng)力學(xué)模型中，同時(shí)考慮軌道不平順的影響，利用 MSC.ADAMS/Rail軟件對(duì)地震作用下行車安全性展開研究。車輛系統(tǒng)動(dòng)力分析結(jié)果表明，隨著地震動(dòng)強(qiáng)度的增強(qiáng)、行車速度的提高，車輛的脫軌系數(shù)、輪重減載率和輪軌橫向力均呈現(xiàn)非線性增長(zhǎng)的趨勢(shì)；當(dāng)?shù)卣饎?dòng)強(qiáng)度增強(qiáng)到一定程度時(shí)，車輛系統(tǒng)的安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)出現(xiàn)急劇增長(zhǎng)的趨勢(shì)；最后，根據(jù)各安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)的限值，得到了El-C