超重载过坝滑道轨道过渡段特性研究

摘要

重载铁路日益成为我国铁路货运的发展方向，随着其速度和轴重的提高，其对轨下基础的要求也相应提高，尤其是对不同轨道形式过渡的区段，即过渡段的要求较一般区段更为严格。故而必须采取合理的过渡段处理措施借以保证轨道良好的运行。
　　本研究的背景是湖南柘溪水电站过坝滑道轨道改造工程，该工程中有一子工程是不同形式轨道间过渡段的设计，该轨道系统长期处于超重载----轴重57.5t的作用下，轨道结构破坏十分严重，尤其是不同轨道结构过渡段部分更是明显，这也是单独设计和研究过渡段轨道处理措施的必要性。该过渡段分为两个部分:钢架转盘与平台轨道的过渡段和位于基岩上整体轨道与位于近十余米厚填渣上的普通轨道间的过渡段，分别提出了橡胶桥梁钢板组合结构和梯形轨枕两种处理措施。首先基于理论分析，得到:橡胶桥梁钢板组合结构的影响因素是:橡胶厚度和弹性模量;梯形轨枕的影响因素是轴重、荷载速度和道床刚度。对于橡胶桥梁钢板组合结构，利用ABAQUS建立二维瞬态荷载作用下分析模型，结果表明:橡胶取30mm，弹性模量取20MPa是合适的。对于梯形轨枕，利用ABAQUS建立三维动态分析模型，结果表明:轴重和轨枕厚度对其静动荷载下的响应的影响最为明显，相关评价指标变幅明显;而且两种处理措施均能够满足实际工程不同工况下对轨道结构的要求。提出的两种处理措施都有实际的利用价值，均可以直接运用于实际重载铁路工程中:组合结构可以应用于重载铁路路桥（涵）过渡段刚度较大一侧的轨道下，借以缓解轮轨之间的冲击作用;梯形轨枕可用在重载铁路路桥（涵）过渡段刚度较小一侧，借以减小不同轨道结构形式之间的刚度差，提高轨道沿线的平顺性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题的选题意义与研究价值

1．2 重载铁路概况

1．2．1 国内重载铁路发展现状

1．2．2 国外重载铁路发展现状

1．3 重载铁路过渡段

1．3．1 重载铁路过渡段国内外研究现状

1．3．2 重载铁路过渡段处理

1．4 梯形轨枕概况

1．4．1 梯形轨枕发展及其应用

1．4．2 梯形轨枕研究现状

1．5 轨道力学研究概况

1．5．1 轨道静力学研究概况

1．5．2 轨道动力学研究概况

1．6 主要研究思路和研究内容

2 超重载过坝滑道轨道过渡段设计

2．1 工程概况

2．2 钢架转盘与平台过渡段设计

2．2．1 钢架转盘与平台过渡段处理措施

2．2．2 钢架转盘与平台过渡段设计

2．3 基岩上整体轨道与道砟上普通轨道过渡段设计

2．3．1 过渡段处理措施

2．3．2 道砟级配的选择

2．3．3 道砟材质的选择

2．4 小结

3 超重载过坝滑道过渡段平台部分处理数值模拟分析

3．1 组合结构变形方程

3．1．1 基本假定

3．1．2 弹性力学分析

3．2 有限元软件简介

3．3 有限元模型及模拟方案

3．4 参数选取

3．4．1 材料参数

3．4．2 荷载参数

3．5 模拟结果分析

3．5．1 橡胶弹性模量对过渡段处理的影响

3．5．2 橡胶厚度对过渡段处理的影响

3．6 小结

4 超重载过坝滑道轨道过渡段梯形轨枕数值模拟理论依据

4．1 梯形轨枕静力分析理论

4．1．1 梯形轨枕静力分析中钢轨支撑模型

4．1．2 梯形轨枕静力分析中计算模型

4．1．3 梯形轨枕静力分析中地基模型

4．2 梯形轨枕静力性能分析理论介绍

4．2．1 梯形轨枕静力分析基本假定

4．2．2 梯形轨枕沿线纵向静力分析理论介绍

4．2．3 梯形轨枕沿线横向静力分析理论介绍

4．3 梯形轨枕动力分析理论

4．3．1 梯形轨枕动力分析中的Euler梁

4．3．2 梯形轨枕动力分析中地基模型

4．4 梯形轨枕动力分析理论介绍

4．4．1 梯形轨枕动力分析基本假定

4．4．2 梯形轨枕动力分析理论介绍

4．3 小结

5 超重载过坝滑道轨道过渡段梯形轨枕数值模拟

5．1 有限元模型及模拟方案

5．1．1 有限元模型

5．1．2 模拟方案

5．2 参数选取

5．2．1 材料参数

5．2．2 荷载参数

5．3 数值模拟动力分析中边界条件

5．4 梯形轨枕静力数值模拟结果分析

5．4．1 轴重的影响

5．4．2 道床弹性模量的影响

5．4．3 轨枕厚度的影响

5．5 梯形轨枕动力数值模拟结果分析

5．5．1 轴重的影响

5．5．2 道床弹性模量的影响

5．5．3 轨枕厚度的影响

5．5．4 速度的影响

5．6 梯形轨枕横梁作用分析

5．7 小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读学位期间主要的研究成果

致谢