復(fù)雜運(yùn)營條件下橋上有砟軌道無縫線路力學(xué)行為研究.pdf

1、無縫線路在改善列車運(yùn)行條件方面，體現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢，消滅了鋼軌接頭，減小了列車對(duì)軌道結(jié)構(gòu)的沖擊，延長了軌道結(jié)構(gòu)的使用壽命，降低了有砟軌道的養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用。但是由于橋上無縫線路車-軌-橋相互作用的復(fù)雜性、影響因素的多樣性，如何提高列車運(yùn)營的安全性已成為橋上無縫線路研究的關(guān)鍵問題。因此，開展復(fù)雜運(yùn)營條件下橋上有砟軌道無縫線路力學(xué)行為研究具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文以橋上有砟軌道結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，基于ANSYS建立了軌-枕-

2、橋-墩空間耦合有限元模型，基于ABAQUS建立了車輛-軌道-橋梁耦合動(dòng)力學(xué)模型，并分別利用靜、動(dòng)力學(xué)模型對(duì)橋上有砟軌道無縫線路力學(xué)行為進(jìn)行了研究，最后對(duì)有砟軌道無縫線路的穩(wěn)定性進(jìn)行了探討。本文的主要研究內(nèi)容及研究成果如下:
　　(1)建立了軌-枕-橋-墩空間耦合有限元模型
　　計(jì)算模型采用三層彈簧模型模擬了扣件、軌下墊板、枕下基礎(chǔ)、橋梁墩臺(tái)等部件，考慮了扣件阻矩的影響，模擬了軌道框架結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài);采用了實(shí)體單元與梁單元

3、相結(jié)合的建模思路，實(shí)現(xiàn)了橋上無縫線路的精細(xì)化建模，既保證了計(jì)算精度，又提高了計(jì)算效率。
　　(2)揭示了基礎(chǔ)沉降條件下橋上無縫線路力學(xué)行為變化規(guī)律
　　基于軌-枕-橋-墩空間耦合有限元模型，考慮沉降值、沉降位置、過渡段長度等因素，分析了橋梁墩臺(tái)及路橋過渡段不均勻沉降條件下無縫線路縱向力的變化。研究表明墩臺(tái)沉降導(dǎo)致線路縱向力減小，路橋過渡段不均勻沉降導(dǎo)致線路縱向力增大。
　　(3)研究了扣件阻力變化對(duì)鋼軌附加力的影響

4、r>　　歸納和總結(jié)了導(dǎo)致扣件阻力變化的多種因素，分析了大跨度橋梁地段扣件阻力變化對(duì)鋼軌縱向力的影響，結(jié)果表明扣件阻力變化對(duì)線路縱向力的影響較大，小阻力扣件縱向阻力變化，增大了軌道脹軌或斷軌的可能性。
　　(4)探討了溫度梯度荷載對(duì)軌道結(jié)構(gòu)的影響
　　參考國內(nèi)外規(guī)范的多種加載模式，分析了無縫線路縱向力的變化，結(jié)果表明不同計(jì)算模式對(duì)線路縱向受力的影響較大;考慮了太陽高度角、橋梁翼緣板遮擋、道床底面溫度等因素，分析了瞬時(shí)溫度荷載的

5、多種計(jì)算模式，探討了梁體扭轉(zhuǎn)變形特征及其對(duì)軌道幾何形位和線路縱向力的影響規(guī)律。
　　(5)分析了軌枕空吊區(qū)、伸縮調(diào)節(jié)器區(qū)域軌道結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)特征
　　基于車輛-軌道-橋梁耦合動(dòng)力學(xué)模型，研究了耦合作用下軌道結(jié)構(gòu)的位移、加速度、垂橫向力等的變化，研究表明軌枕空吊對(duì)行車舒適性影響較小，但軌道結(jié)構(gòu)位移大、輪重減載率高，軌道結(jié)構(gòu)易破壞;列車經(jīng)過伸縮調(diào)節(jié)器區(qū)域的脫軌系數(shù)和輪重減載率均滿足要求，但結(jié)構(gòu)垂向力、位移和加速度均較大，該區(qū)域仍