高速铁路无砟轨道路基动响应测试分析

论文摘要

高速列车行驶时无砟轨道-路基的相互动力作用是当前科学研究的一个热点问题,而现场动响应测试是揭示其真实作用规律的主要技术手段之一,是理论模型合理性验证的重要环节,也是开展动力学性能评价的基础。论文通过现场实车试验,测试无砟轨道路基系统在列车速度≥300km／h范围内的动响应幅值大小和分布规律,研究了混凝土结构层和路基基床在列车荷载下的动态特性,通过对测试数据的整理和分析得到了如下的初步成果：（1）通过对京津高铁和武广高铁土质路基上的CRTSⅡ型、CRTSⅠ型板式轨道结构在不同行车速度下动响应测试,数据统计分析表明,层状构造的混凝土结构发挥了对动荷载的支承和传递作用,纵向连接式的CRTSⅡ型板式轨道结构中从轨道板到路基面,动变形、振动加速度、振动速度分别衰减了77.5%、53.7%、70.2%；而间断式的CRTSⅠ型中衰减为58.06%、82.2%、41.7%,动响应衰减明显。（2）实测数据表明,板式轨道路基基床表面动应力（支承层下）横向呈马鞍形分布；基床动应力垂向沿着基床深度衰减明显,在距离路基表面0.4m、0.9m、1.5m、2.1m深度处相应衰减系数为0.71、0.57、0.52、0.32。基床表面（支承层下）振动加速度分布趋势是轨道板中心位置处大,支承层边缘小。路基面下2.7m相对基床表层振动加速度衰减了71.4%；基床表面振动速度在横向与振动加速度分布规律相似。（3）通过对实车测试数据的统计分析,得出列车轴重和速度在不同的结构部位对动响应影响效果不同,列车轴重对整个系统的振动变形、振动加速度、振动速度影响显著；而列车速度则对振动变形基本无影响,对基床动应力影响也不明显,对振动加速度和振动速度影响显著。（4）通过对实车测试数据的频域变换,得到信号功率谱,在频域内无砟轨道路基系统的振动位移信号的频率范围较窄,同时对列车速度的改变不敏感；而振动加速度信号频率范围较宽；振动速度信号的频率对列车速度改变敏感。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文的研究背景
• 1.2 无砟轨道研究现状
• 1.3 无砟轨道路基动力学性能研究现状
• 1.4 论文的主要工作
• 第2章 动响应测试原理及分析方法
• 2.1 引言
• 2.2 动响应测试原理
• 2.3 动响应分析方法
• 2.3.1 测试数据的时域分析法
• 2.3.2 测试数据的频域分析法
• 第3章 无砟轨道路基动响应测试
• 3.1 动响应测试系统组成
• 3.2 测点概况及传感器布置
• 3.2.1 京津高铁测试工点
• 3.2.2 武广高铁测试工点
• 3.2.3 试验列车及运行情况
• 3.3 京津高铁测试数据分析
• 3.3.1 CRH-2试验列车动位移测试数据及分析
• 3.3.2 CRH-2试验列车振动变形测试数据及分析
• 3.3.3 CRH-2试验列车振动加速度测试数据及分析
• 3.3.4 CRH-2试验列车振动速度测试数据及分析
• 3.3.5 CRH-3试验列车动位移测试数据及分析
• 3.3.6 CRH-3试验列车振动变形测试数据及分析
• 3.3.7 CRH-3试验列车振动加速度测试数据及分析
• 3.3.8 CRH-3试验列车振动速度测试数据及分析
• 3.4 武广高铁测试数据分析
• 3.4.1 动应力测试数据及分析
• 3.4.2 动位移测试数据及分析
• 3.4.3 振动速度测试数据及分析
• 3.4.4 振动加速度测试数据及分析
• 第4章 不同类型无砟轨道路基测试数据对比分析
• 4.1 无砟轨道混凝土结构层的动响应衰减分析
• 4.2 无砟轨道路基基床动响应分析
• 4.3 CFG桩复合地基中的动应力分析
• 4.4 列车速度对动响应的影响分析
• 4.5 列车轴重对动响应的影响分析
• 4.6 动响应的谱值分析
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士研究生期间发表文章及科研实践