窄軌有砟軌道動態(tài)性能影響——空吊軌枕.pdf

1、鐵路運輸跟其他交通方式相比比較環(huán)保而且運輸效能比較高。它在世界各國家的交通基礎(chǔ)設(shè)施上起著較重要的作用。在鐵路行業(yè)，有砟軌道是鐵路結(jié)構(gòu)最常見而且是最攢錢的一種結(jié)構(gòu)。有砟軌道在使用中，列車的重復(fù)荷載作用下道砟顆粒劣化，引起道床污染由于軌道表面的精細浸潤。道表面的細顆粒填補道砟顆粒之間的空隙，影響道穿排水性能，造成不均勻的軌道沉降和高昂的維護維修的成本。不均勻的軌道沉降影響的軌枕與道砟顆粒的相互作用，導(dǎo)致跟蹤支持問題，比如吊軌枕，軌道的橫向阻

2、力等。本論文研究有砟軌道道床上有吊軌枕的問題。吊軌枕是說在軌道結(jié)構(gòu)常見的在道床不受支持的軌枕。吊軌枕根道砟劣化和不均勻的軌道沉降有關(guān)系的。
　　近幾十年來，許多鐵路行業(yè)的學者一直在研究吊軌枕對標準軌距軌道動力響應(yīng)，不過幾乎沒有研究集中在窄軌軌道上。這可能是因為世界上很多國家使用標準軌距軌道;然而，南美洲、非洲和澳大利亞的一些國家仍然在他們主鐵路線網(wǎng)中使用窄軌道。本論文只在研究窄軌軌道與吊軌枕的動力響應(yīng)，試圖對現(xiàn)有文獻作出貢獻。為了

3、實現(xiàn)本研究的目標，使用商業(yè)軟件ABAQUS/CAE生成列車-軌道耦合三維有限元模型用來模擬火車和軌道條件。因此，研究吊軌枕低下間隙的大小和連續(xù)吊軌枕的數(shù)量對軌道組件動力的加速度、位移、應(yīng)力、反應(yīng)力、輪軌接力，以及路基應(yīng)力和使用周期產(chǎn)生的影響。
　　在本研究中發(fā)現(xiàn)輪軌接觸力隨著吊軌枕低下間隙的大小增加而增加。然而，當連續(xù)吊軌枕的數(shù)量增加時，輪軌接觸力大大得增加?？奂姆磻?yīng)力也隨著吊軌枕低下間隙的大小和連續(xù)吊軌枕的數(shù)量的增加而線性的增

4、加。當在軌道結(jié)構(gòu)有五個連續(xù)吊軌枕，輪軌接觸力增加了25.7％，同時扣件的反應(yīng)力增加了149.9％。吊軌枕對扣件的設(shè)計能力不利，減小扣件的耐久性，并要求常量的軌道防護維修作業(yè)為了保證列車運行期間的安全。
　　軌道結(jié)構(gòu)組件動位移，加速度以及動應(yīng)力也隨著隨著吊軌枕低下間隙的大小和連續(xù)吊軌枕的數(shù)量的增加而線性的增加。當軌道結(jié)構(gòu)上有五個連續(xù)吊軌枕時，鋼軌的垂直位移比較大，能夠達到17.6mm。這種軌道的高位移在軌道上產(chǎn)生了沖擊荷載，輪軌和鋼

5、軌的不平順，降低軌道結(jié)構(gòu)組件的性能。吊軌枕在軌道結(jié)構(gòu)上引起道砟床的動加速度。當?shù)踯壵淼拖麻g隙的大小為20mm，道砟床的動加速度提高了42.9％，而當軌道結(jié)構(gòu)上有五個連續(xù)吊軌枕時，道砟床的動加速度提高了54.5％。高動加速度在道床上會引起道砟顆粒劣化，減小道床排水性能，減小道床橫向阻力和能量。吊軌枕在軌道上增加了吊軌枕區(qū)附近的軌枕動應(yīng)力。當軌道結(jié)構(gòu)上有一個吊軌枕而且吊軌枕低下間隙的大小為20mm時，吊軌枕旁邊的動應(yīng)力增加了55.9％。當軌

6、道結(jié)構(gòu)上有五個連續(xù)吊軌枕時，吊軌枕區(qū)旁邊的軌枕動應(yīng)力增加了211.8％。軌枕高動應(yīng)力在軌道上引起軌枕裂縫，而且減小混凝土軌枕的設(shè)計能力和性能。在軌道結(jié)構(gòu)上連續(xù)吊軌枕減小路基層的應(yīng)力分布區(qū)，而在吊軌枕區(qū)旁邊的軌枕下引起較高的動應(yīng)力。
　　當軌道結(jié)構(gòu)上有五個連續(xù)吊軌枕時，路基表面的偏差應(yīng)力比正常軌道結(jié)構(gòu)增加227％。五個連續(xù)吊軌枕也增加路基的累積應(yīng)變并提高100％的路基漸進節(jié)切破壞。這個研究還發(fā)現(xiàn)在相同軌道結(jié)構(gòu)條件下，吊軌枕在窄軌軌道