無砟—有砟軌道過渡段豎向動力性能研究.pdf

1、無砟一有砟軌道過渡段廣泛存在于路橋、路隧連接地段，隨著高速鐵路與客運專線的飛速發(fā)展，這一問題得到了足夠的重視。無砟與有砟軌道結(jié)構形式差異巨大，首先，勢必造成無砟－有砟軌道過渡段在力學性能方面的剛度差效應。軌道剛度差達到一定程度，將會造成鋼軌較大撓度差，隨著通過總重增加將會形成軌面不平順，而軌面不平順會加劇輪軌系統(tǒng)沖擊，形成惡性循環(huán)；其次，新線建設鋪軌之后，無砟與有砟軌道存在不同工后沉降，差異沉降形成的軌面不平順同樣使得無砟－有砟軌道過渡

2、段列車運行舒適性、平穩(wěn)性、安全性降低。因此，我們應在盡量減小無砟與有砟軌道工后差異沉降基礎上，設置合理長度的軌道剛度過渡段。本文進行的就是對CRTSⅠ板式無砟軌道與有砟軌道過渡段的車輛－軌道系統(tǒng)豎向振動性能的研究。 根據(jù)無砟－有砟軌道過渡段實際結(jié)構形式，取半寬軌道進行研究。無砟軌道采用雙層疊合梁有限元模型，鋼軌被模擬成粘彈性點支承Euler長梁，軌道板被模擬成連續(xù)粘彈性支承Euler自由短梁。有砟軌道采用三層彈性點支承有限元模型

3、，不考慮道床剪切作用。單個車輛采用6自由度多剛體組合模型，完成了多個車輛運行模擬。運用輪軌密貼假定實現(xiàn)車輪與軌道的位移銜接，應用彈性系統(tǒng)總勢能不變值原理和形成矩陣的“對號入座”法則建立系統(tǒng)豎向振動有限元方程，并采用Fortran語言編制了計算分析程序。將確定周期性正弦不平順做為系統(tǒng)激振源進行計算分析，輸出了主要動力響應時程，驗證了本文程序的可行性與正確性。 應用分析模型研究了軌道剛度比、行車速度、軌面不平順、行車方向?qū)ο到y(tǒng)動力學

4、影響，驗證了過渡段設置的必要性，查明了過渡段軌面不平順產(chǎn)生的根本原因，同時獲得了軌道連接段軌下主要參數(shù)的最優(yōu)取值范圍。對比研究了過渡段剛度過渡設置方式，評價了多種參數(shù)設置形式對鋼軌撓度差的改良效果，基本達到了減小輪軌系統(tǒng)沖擊的目的。根據(jù)過渡段工后差異沉降大小，采用半波長余弦函數(shù)模擬軌面線形，根據(jù)不同行車速度，運用參數(shù)影響分析方法初步確定了過渡段的合理長度。本文最后結(jié)合上述分析并參照國內(nèi)外現(xiàn)有的過渡段結(jié)構形式，提出了幾種過渡段的結(jié)構設計方