增加有砟轨道弹性的措施及其对轨道力学性能影响

摘要

有砟轨道在我国时速250km及以下的高速铁路中普遍使用，但是目前高速铁路有砟轨道在桥、隧、涵等刚性基础上普遍存在弹性不足的问题，这大大增加了有砟道床的道砟粉化速率，缩短了有砟轨道的维修周期。据不完全统计，有砟轨道90％以上的沉降是由道床下沉引起的，有砟轨道80％的养护维修工作是围绕整治道床或道床病害引起的其它轨道病害开展的。因此，对增加有砟轨道弹性的方法及效果进行系统而全面的研究具有十分重要的现实意义。
　　道床的振动和受力是导致道砟粉化破碎的最主要因素。现在工程常用的增加有砟轨道弹性的手段是采用弹性轨枕、复合轨枕和道砟垫，基于此，本文建立了混凝土Ⅲ型轨枕轨道、弹性轨枕轨道、复合轨枕轨道、弹性轨枕+道砟垫轨道和复合轨枕+道砟垫五种不同弹性的有砟轨道有限元分析模型，进行的主要工作和得到的主要结论有:
　　1、建立了有砟轨道的力学分析模型，并给出了弹性轨枕、复合轨枕和道砟垫在模型中的参数计算方法和计算结果。
　　2、用谐响应分析的方法，研究了五种不同弹性有砟轨道的轨道各部件在频域内的加速度传递规律和动压力传递规律，并针对不同弹性轨道不同部件的不同频段，给出了相应的、比较合适的减小振动和受力手段。
　　3、分析了道砟垫面刚度对弹性轨枕轨道与复合轨枕轨道的加速度传递函数和动压力传递函数的影响，给出了适用于高速铁路有砟轨道的道砟垫面刚度范围，建议取60MPa/m～150MPa/m的道砟垫。
　　以上研究表明:总体来看，弹性轨枕、复合轨枕和道砟垫均能大幅减小有砟轨道轨枕和道床的振动和受力，但是不同的方式在不同的频段上起到的作用有所不同，即针对不同轨道部件的不同频段，应当采用不同的增加轨道弹性的方式。有砟轨道砟下胶垫的面刚度并不总是越小越好，根据本文计算和国外相关规范的推荐，建议道砟垫面刚度取为60MPa/m～150MPa/m的道砟垫。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 研究背景和意义

1．3 国内外有砟轨道减振研究现状

1．3．1 弹性轨枕研究现状

1．3．2 复合轨枕研究现状

1．3．3 道砟垫研究现状

1．4 研究目的和内容

第2章 有砟轨道垂向振动力学模型建立及参数研究

2．1 力学模型建立

2．2 计算参数研究

2．3 参数确定

2．4 本章小结

第3章 不同弹性有砟轨道的力学特性分析

3．1 不同弹性有砟轨道的静力学分析

3．2 不同弹性有砟轨道垂向动力分析

3．2．1 轨道各部件加速度传递函数分析

3．2．2 轨道各部件力的传递函数分析

3．3 本章小结

第4章 道砟垫面刚度对轨道受力特性的影响

4．1 弹性轨枕+不同面刚度道砟垫轨道静力分析

4．2 弹性轨枕+不同面刚度道砟垫轨道各部件垂向动力分析

4．2．1 轨道各部件加速度传递函数分析

4．2．2 轨道各部件力的传递函数分析

4．3 复合轨枕+不同面刚度道砟垫轨道静力分析

4．4 复合轨枕+不同面刚度道砟垫轨道各部件垂向动力分析

4．4．1 轨道各部件加速度传递函数分析

4．4．2 轨道各部件力的传递函数分析

4．5 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文