無砟—有砟軌道過渡段豎向動(dòng)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(yùn)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(gòu)形式差異巨大，首先，勢(shì)必造成無砟－有砟軌道過渡段在力學(xué)性能方面的剛度差效應(yīng)。軌道剛度差達(dá)到一定程度，將會(huì)造成鋼軌較大撓度差，隨著通過總重增加將會(huì)形成軌面不平順，而軌面不平順會(huì)加劇輪軌系統(tǒng)沖擊，形成惡性循環(huán)；其次，新線建設(shè)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(yùn)行舒適性、平穩(wěn)性、安全性降低。因此，我們應(yīng)在盡量減小無砟與有砟軌道工后差異沉降基礎(chǔ)上，設(shè)置合理長(zhǎng)度的軌道剛度過渡段。本文進(jìn)行的就是對(duì)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(dòng)性能的研究。 根據(jù)無砟－有砟軌道過渡段實(shí)際結(jié)構(gòu)形式，取半寬軌道進(jìn)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(diǎn)支承Euler長(zhǎng)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(diǎn)支承有限元模型

3、，不考慮道床剪切作用。單個(gè)車輛采用6自由度多剛體組合模型，完成了多個(gè)車輛運(yùn)行模擬。運(yùn)用輪軌密貼假定實(shí)現(xiàn)車輪與軌道的位移銜接，應(yīng)用彈性系統(tǒng)總勢(shì)能不變值原理和形成矩陣的“對(duì)號(hào)入座”法則建立系統(tǒng)豎向振動(dòng)有限元方程，并采用Fortran語言編制了計(jì)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(jìn)行計(jì)算分析，輸出了主要?jiǎng)恿憫?yīng)時(shí)程，驗(yàn)證了本文程序的可行性與正確性。 應(yīng)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(dòng)力學(xué)

4、影響，驗(yàn)證了過渡段設(shè)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(shí)獲得了軌道連接段軌下主要參數(shù)的最優(yōu)取值范圍。對(duì)比研究了過渡段剛度過渡設(shè)置方式，評(píng)價(jià)了多種參數(shù)設(shè)置形式對(duì)鋼軌撓度差的改良效果，基本達(dá)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(zhǎng)余弦函數(shù)模擬軌面線形，根據(jù)不同行車速度，運(yùn)用參數(shù)影響分析方法初步確定了過渡段的合理長(zhǎng)度。本文最后結(jié)合上述分析并參照國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的過渡段結(jié)構(gòu)形式，提出了幾種過渡段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方