路基不均匀沉降对板式轨道动力学影响分析

论文摘要

路基不均匀沉降是影响板式轨道在路基上推广应用的一个重要因素。不均匀沉降的产生,会导致列车运行品质下降,影响乘客乘坐的舒适性;增加机车各部件的振动,进而减少其疲劳寿命。不均匀沉降的发生也使轨道板和底座板的应力迅速增加,从而引发裂缝的出现,最终可能导致轨道结构的破坏。故而了解列车对不均匀沉降的动力学响应,以便于限定合理的不均匀沉降允许幅值;了解轨道板和底座板的应力分布规律,以便于合理配置加强钢筋,对于板式轨道在路基上的推广应用具有重要意义。本文采用有限元软件对列车通过不均匀沉降地段时的运行状态进行模拟。采用车辆——轨道垂向耦合模型,通过板壳单元和梁单元以及弹簧阻尼单元的结合应用建模进行瞬态分析。分析了车体垂向加速度、轮轨力以及轮下轨道板的纵向应力与列车行驶速度、路基不均匀沉降弦长和不均匀沉降幅值之间的关系,并以旅客乘车舒适度为依据给出不同速度、不同弦长对应的不均匀沉降参考限值。本文采用实体模型和准静态荷载,对轨道结构在不均匀沉降地段的工作状态进行模拟。找出在20m弦长不均匀沉降状态下,轨道板和底座板横、纵向应力的平面分布变化规律。本文还对比了框架板和普通A型板在不均匀沉降地段的工作状态,对这两种轨道板在不均匀沉降地段的适应性做出比较。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 无砟轨道结构得以发展的原因
• 1.2 无砟轨道的特点
• 1.3 无砟轨道的发展情况
• 1.3.1 国外发展情况
• 1.3.2 国内发展情况
• 1.4 路基上无砟轨道的铺设状况
• 1.5 在土质路基上铺设板式轨道存在的问题
• 1.6 本文研究的意义、方法及主要内容
• 1.6.1 本文研究的意义
• 1.6.2 本文研究的方法
• 1.6.3 本文研究的内容
• 第2章 路基工后沉降和乘车安全性与舒适性评价指标
• 2.1 铁路路基的工后沉降
• 2.1.1 铁路路基的工后沉降组成
• 2.1.2 铁路路基工后沉降的控制
• 2.1.3 铁路路基工后沉降的要求
• 2.1.4 路基不均匀沉降类型
• 2.1.5 本文分析模型中路基沉降的模拟
• 2.2 乘车舒适性与安全性评价指标
• 2.2.1 乘车舒适性评价指标
• 2.2.2 列车运行安全性评价指标
• 2.2.3 评价指标取值
• 第3章 板式轨道力学分析模型的建立
• 3.1 本文车体瞬态分析模型
• 3.2 本文板式轨道静态分析模型
• 第4章 路基不均匀沉降对车体-轨道系统的动力学影响
• 4.1 参数选取
• 4.2 轮轨接触刚度
• 4.3 列车通过路基不均匀沉降地段的瞬态分析结果
• 4.3.1 车体垂向振动分析结果
• 4.3.2 轮轨力分析结果
• 4.3.3 轮下轨道板纵向应力分析结果
• 4.4 小结
• 第5章 不均匀沉降对板式轨道受力的影响
• 5.1 参数的选取
• 5.2 分析结果
• 5.2.1 轨道板
• 5.2.2 底座板
• 5.3 小结
• 第6章 普通A型板与框架板对路基不均匀沉降适应性的比较
• 6.1 参数的选取
• 6.2 分析结果
• 6.3 小结
• 第7章 结论与展望
• 7.1 本文的主要工作及结论
• 7.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士研究生期间发表的论文