考虑轨道伤损的列车-无砟轨道-桥梁系统动力特性

摘要

为探讨桥上无砟轨道损伤对列车-轨道-桥梁系统动力响应的影响规律,基于车辆-轨道-桥梁耦合动力学原理,基于ANSYS+ SIMPACK联合仿真,建立了考虑墩台纵向支座刚度、轨道结构及层间接触特性的双线32 m简支箱梁桥CRTSⅢ型无砟轨道空间动力学模型.研究了时速200 km列车通过条件下,扣件伤损及轨道板和底座板间离缝对车桥系统动力响应的影响规律.研究表明:单个扣件失效对轨道动力响应影响有限,0.07 m板缝处轮轨竖向力骤变显著,钢轨竖向位移和钢轨节点反力增大明显;扣件连续失效对系统整体影响更大,其中相邻且对侧扣件失效影响最大;自密实混凝土沿轨道板横向完全脱空后,纵向离缝长度越大,对系统动力响应的影响也越大;相邻轨道板端部自密实混凝土都沿横向完全脱空对系统动力响应影响最大,轨道结构与桥梁结构的垂向加速度、竖向位移均增幅最大,增势最快;离缝长度1.2m,轮重减载率接近限值,继续增加至1.6m时,列车将脱轨;轨道板和桥梁的竖向振动随着离缝长度的增大显著增大,振动骤增会对轨道以及桥梁的耐久性产生不利影响,建议离缝长度检修限值可设为1.2m,并应重点关注轨道板端部自密实混凝土界面脱空情况.