基于路基基床填料强度控制下的重载铁路路基基床结构研究

摘要

目前我国重载铁路设计规范还没有正式发布，普通铁路设计规范中关于运行大轴重列车的路基设计规范已经不适合运行轴重越来越大的重载列车。因此，为迎合我国铁路运输实际发展需要，提高列车运输效率，对重载铁路路基基床结构的研究至关重要。
　　首先，充分考虑动应力对重载铁路路基基床结构的影响，例如列车在运行过程中的不平顺条件，以及列车轮与钢轨接触后局部扁瘢产生的激振荷载，采用激振函数与轨枕分担比相结合的方法，确定重载铁路路基的荷载。
　　其次，本文根据循环荷载作用下基床填料长期累积变形状态演化特性，采用路基填料强度控制法对路基基床结构进行研究，最终选用快速稳定、长期稳定、长期破坏、快速破坏四种状态，来描述动应力作用下路基土的累积变形状态特征。同时，参考“大秦线”路基现场地基系数K30（MPa/m）数据分析以及重载铁路路基填料动三轴实验数据，结合重载铁路设计规范（试用版）要求，计算求得重载铁路路基填料强度阈值，并且根据有砟铁路耐久性计算原则，最终确定重载铁路路基填料强度。
　　最后，将基床表层填料分为级配碎石和A组填料两种情况模拟，用ansys有限元软件建立重载铁路路基三维有限元模型，进行结构动应力特性分析。采用路基基床填料强度控制设计原则，确定出既能满足路基基床填料强度控制法要求，也能节省工程成本的重载铁路路基基床结构厚度为：基床表层填料为级配碎石时，基床结构厚度为2.8m；基床表层填料为A组填料时，基床结构厚度为2.8m（施工地区A组填料丰富）和3.0m（施工地区A组填料稀缺）。
　　本文为重载铁路路基结构设计研究提供借鉴和参考。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究意义

1.3 研究现状

1.4 本文研究内容及方法

第二章 重载铁路路基荷载研究

2.1 激振函数形式的动荷载研究

2.2 轨枕分担比形式的动荷载

2.3 重载铁路路基荷载形式研究

第三章 重载铁路路基基床结构研究

3.1 基床厚度设计方法研究

3.2 路基填料强度破坏标准

3.3 路基填料强度确定

3.4 路基基床填料强度控制法研究

第四章 建立重载铁路三维有限元模型及不同路基基床组合的动力特性研究

4.1 建立重载铁路三维有限元模型

4.2 重载铁路路基面横向动力特性研究

4.3 不同路基基床组合的动力特性研究

4.4 重载铁路路基基床结构厚度确定

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢