城市轨道交通钢轨支承间距与支承刚度相互关系的研究

摘要

作为现代化城市交通工具，近几年轨道交通在我国发展迅速。与其它运输工具相比，它具有运量大、速度快、安全可靠、时间准等优点。 城市轨道交通的运输车辆及运营组织不同于国家地面铁路，车辆轴重大多低于140kN，运营速度大多低于l00km/h，这些特点，决定了其应采用有别于国铁轨道的设计标准，以达到标准合理，技术安全，投资经济的目标。 钢轨的支承间距和支承刚度是轨道结构的重要设计标准之一，对保持轨道轨距，传承车辆荷载，增强轨道的纵横向刚度与阻力，保持轨道纵横向稳定性等有重要作用。钢轨的支承间距和支承刚度的设计，必须根据城市轨道交通的特点加以分析研究。对轨道交通的合理铺枕根数，即支承间距到底多少合适，但在《地铁设计规范》中关于钢轨支承间距的相关规定均是参考国铁的相关规范制定的。 城市轨道交通的扣件应具有足够的强度、扣压力和耐久性，根据城市轨道交通车辆轴重及减振的要求，本文将根据城市轨道交通轨下基础、扣件、弹性垫板等耦合形成的不同的钢轨支承刚度(1×107N/m～4×107N/m)和钢轨的支承间距的最佳匹配问题进行研究。 在不同的钢轨支承间距与支承刚度情况下，将产生不同的轨道结构力学响应。本文将运用ANSYS软件分别建立隧道、长大坡道、小半径曲线、高架桥模型，进行准静态和瞬态动力学分析。得出不同工况下钢轨支承间距与支承刚度对轨道结构力学参数的影响情况，并最终给出选择匹配的钢轨支承间距与支承刚度的建议。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1引言

2钢轨支承间距与刚度使用现状及本文主要研究内容

2.1国内外城市轨道交通发展现状

2.1.1国外城市轨道交通发展现状

2.1.2我国城市轨道交通发展现状

2.2国内外地面铁路、城市轨道交通钢轨支承刚度和支承间距情况

2.2.1国内外钢轨支承间距的使用现状

2.2.2国内外钢轨支承刚度的使用现状

2.3本文研究的主要内容

2.3.1钢轨的支承刚度

2.3.2钢轨的支承间距

2.3.3钢轨支承间距与支承刚度相互关系简述

2.3.4确定研究内容

2.4本文研究的意义

3轨道结构力学特性的准静态及瞬态分析方法评述

3.1城市轨道交通工程轨道结构型式及相关主要参数

3.2轨道结构力学特性的准静态分析和瞬态分析

3.2.1轨道结构力学特性的准静态计算

3.2.2轨道结构力学特性的瞬态分析

3.3 ANSYS轨道结构力学建模分析

3.3.1 ANSYS建立准静态模型分析及参数介绍

3.3.2 ANSYS建立瞬态动力学模型分析及参数介绍

3.4本章小结

4地面线钢轨支承间距与刚度对轨道结构力学特性的影响分析

4.1小半径曲线地段分析

4.1.1模型参数取值及建模

4.1.2支承间距与支承刚度对比分析

4.1.3不同支承间距、支承刚度下的扣件抗拔力计算

4.1.4小半径曲线地段小结

4.2长大坡道地段分析

4.2.1轨道爬行及防爬阻力限定值

4.2.2模型参数取值及建模

4.2.3支承间距与支承刚度对比分析

4.2.4长大坡道地段小结

4.3隧道进出口地段分析

4.3.1模型参数取值及建模

4.3.2支承间距与支承刚度对比分析

4.3.3隧道进出口地段小结

4.4本章小结

5不同支承间距与刚度对桥上无缝线路纵向稳定性的影晌

5.1多跨简支梁桥分析

5.1.1模型参数取值及建模

5.1.2不同支承间距、支承刚度下的伸缩力计算

5.1.3不同支承间距、支承刚度下的挠曲力计算

5.1.4不同支承间距、支承刚度下的扣件抗拔力计算

5.1.5多跨简支梁小结

5.2大跨桥分析

5.2.1模型参数取值及建模

5.2.2不同支承间距伸缩力计算

5.2.3不同支承间距挠曲力计算

5.2.4不同支承间距、支承刚度下的扣件抗拔力计算

5.2.5大跨桥地段小结

5.3本章小结

6不同支承间距与刚度对桥上无缝线路轨道结构动力响应的影响

6.1轨道不平顺的模拟

6.2多跨简支梁动力分析

6.2.1模型参数取值及建模

6.2.2支承间距与支承刚度的对比分析

6.2.3小结

6.3大跨桥动力分析

6.3.1模型参数取值及建模

6.3.2支承间距与支承刚度的对比分析

6.3.3小结

6.4本章小结

7结论与展望

7.1论文主要结论

7.2展望

参考文献

作者简历