現(xiàn)代有軌電車埋入式軌道結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、有軌電車經(jīng)歷了興起—衰落—復(fù)興的階段。近年來，我國也掀起了建設(shè)現(xiàn)代有軌電車的熱潮。據(jù)統(tǒng)計，目前北京、上海、天津、廣東省市已經(jīng)規(guī)劃了50多條現(xiàn)代有軌電車線路，規(guī)劃里程高達(dá)1300多公里，總投資將超過3000億元。然而現(xiàn)代有軌電車目前應(yīng)用較多的埋入式結(jié)構(gòu)在鋼軌型式、鋼軌固定方式、荷載形式、軌道結(jié)構(gòu)受力、設(shè)計參數(shù)等方面與普速鐵路、地鐵等存在顯著不同，上述技術(shù)也是現(xiàn)代有軌電車埋入式軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵參數(shù)。尤其在現(xiàn)代有軌電車列車—埋入式軌道結(jié)構(gòu)之間

2、動態(tài)相互作用及軌道結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化方面，國內(nèi)缺乏較為系統(tǒng)完整的研究，因此有必要根據(jù)現(xiàn)代有軌電車列車以及埋入式軌道結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，建立現(xiàn)代有軌電車—埋入式軌道靜力學(xué)以及動力學(xué)分析模型，對軌道結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行理論分析并提出相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化范圍，為建立我國現(xiàn)代有軌電車技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及現(xiàn)代有軌電車埋入式軌道結(jié)構(gòu)的設(shè)計、研究提供一定的指導(dǎo)。本文主要開展了以下幾方面的研究工作:
　　(1)論文歸納總結(jié)了國內(nèi)外現(xiàn)代有軌電車發(fā)展及研究現(xiàn)狀以及埋入式軌道結(jié)構(gòu)力學(xué)分析

3、方法的研究現(xiàn)狀，明確了現(xiàn)代有軌電車埋入式軌道結(jié)構(gòu)參數(shù)研究的意義和研究方向。
　　(2)考慮到埋入式軌道結(jié)構(gòu)不僅要承受列車荷載作用，更多的會承受來自道路交通荷載作用這一荷載特性，并根據(jù)埋入式軌道結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)建立了獨(dú)立路權(quán)地段以及混行交通地段埋入式軌道結(jié)構(gòu)靜力計算模型。從靜力學(xué)的角度分別對獨(dú)立路權(quán)地段和混行交通地段無扣件系統(tǒng)的埋入式軌道結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化研究。通過靜力分析，初步確定了軌下支承垂向剛度、道床板下基礎(chǔ)面剛度優(yōu)化范圍，并建議軌腰

4、填充材料的彈性模量取10～15MPa之間。
　　(3)基于多剛體動力學(xué)理論建立了70％低地板現(xiàn)代有軌電車車輛動力學(xué)模型;考慮到埋入式軌道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)根據(jù)有限元分析方法，建立了埋入式軌道結(jié)構(gòu)動力學(xué)模型，然后通過輪軌接觸理論將有軌電車車輛動力學(xué)模型和軌道結(jié)構(gòu)動力學(xué)模型耦合建立了現(xiàn)代有軌電車—埋入式軌道剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)模型，并根據(jù)既有文獻(xiàn)研究成果驗(yàn)證和完善動力學(xué)模型。從動力學(xué)的角度對鋼軌型式、鋼軌固定方式進(jìn)行分析，并針對無扣件系統(tǒng)的埋入式軌道

5、結(jié)構(gòu)開展了軌道結(jié)構(gòu)剛度及阻尼參數(shù)優(yōu)化研究。通過動力學(xué)分析并綜合靜力學(xué)相關(guān)研究結(jié)果，建議埋入式軌道結(jié)構(gòu)鋼軌采用59R2槽型軌較優(yōu)，在直線上無扣件系統(tǒng)埋入式軌道結(jié)構(gòu)性能要優(yōu)于有扣件系統(tǒng)埋入式軌道結(jié)構(gòu)，對于小半徑曲線地段，是否設(shè)置扣件固定鋼軌需按照具體的線路條件對鋼軌和填充物的受力情況進(jìn)行分析后綜合考慮;建議軌下垂向支承剛度取30～40kN/mm;軌下支承垂向阻尼不宜高于75kN·s/m;道床板下基礎(chǔ)面剛度取60～76MPa/m。半徑為30m