高速鐵路無(wú)砟軌道—路基系統(tǒng)振動(dòng)特性及影響因素研究.pdf

1、近些年來(lái)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)鐵路有限的運(yùn)輸能力與龐大的客貨運(yùn)輸需求之間不可避免地產(chǎn)生了巨大的鴻溝，此種情況就使得國(guó)內(nèi)鐵路不得不在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)，包括運(yùn)營(yíng)里程的增加以及運(yùn)行速度的提高。這直接導(dǎo)致了既有線路的六次大提速以及國(guó)內(nèi)高速鐵路建設(shè)的蓬勃發(fā)展，無(wú)砟軌道的結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)成為了新的發(fā)展方向。高速鐵路由于采用了無(wú)砟軌道系統(tǒng)，帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和極快的速度，但是列車荷載對(duì)鋼軌-路基的動(dòng)力效應(yīng)愈來(lái)愈顯著，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)危及運(yùn)行的安全

2、。由于無(wú)砟軌道跟傳統(tǒng)的軌道模式有許多不同，國(guó)內(nèi)基本上都是暫借國(guó)外的理論成果，導(dǎo)致相關(guān)理論研究還是處于起步階段，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)研究更是少之又少，所以對(duì)高速鐵路無(wú)砟軌道-路基系統(tǒng)的垂向振動(dòng)特性進(jìn)行細(xì)致地研究已經(jīng)刻不容緩，具有極強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文在大量總結(jié)和吸收前人研究成果的基礎(chǔ)上，從理論研究、數(shù)值模擬、有限元模擬等三方面對(duì)列車-無(wú)砟軌道-路基系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了研究，主要研究結(jié)果如下:
　　(1)在閱讀研究大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，較為

3、全面地總結(jié)了國(guó)內(nèi)外無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)類型以及特點(diǎn)，詳細(xì)地闡明了軌道路基動(dòng)力響應(yīng)的研究歷史，并對(duì)研究現(xiàn)狀進(jìn)行了回顧與總結(jié)。
　　(2)用有限單元法與移動(dòng)單元法建立了列車-無(wú)砟軌道-路基系統(tǒng)垂向耦合模型，大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，提高了計(jì)算效率。
　　(3)使用MATLAB軟件將列車-無(wú)砟軌道-路基系統(tǒng)垂向耦合模型程序化，通過(guò)改變程序中的某些參數(shù)就能夠達(dá)到模擬現(xiàn)實(shí)某種工況的仿真計(jì)算的目的。本文主要分析了兩種工況，一是不同列車速度下列

4、車-無(wú)砟軌道-路基系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)情況，二是不同軌道結(jié)構(gòu)參數(shù)下，列車-無(wú)砟軌道-路基系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)情況。通過(guò)改變模型相關(guān)參數(shù)，研究了系統(tǒng)中各部分參數(shù)對(duì)列車-無(wú)砟軌道-路基系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的影響。
　　(4)基于ANSYS有限元軟件在土質(zhì)路基上建立了完整的無(wú)砟軌道-路基三維空間有限元模型，對(duì)無(wú)砟軌道-路基系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)力響應(yīng)分析，分別對(duì)行車速度、路基結(jié)構(gòu)參數(shù)、軌道的不平順等三個(gè)因素對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)的影響進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析，計(jì)算結(jié)果表明: