高速鐵路路基凍脹變形引起的軌道結(jié)構(gòu)變形特性及其對行車的動力影響研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著嚴(yán)寒地區(qū)高速鐵路建設(shè)進(jìn)入快速發(fā)展時期,路基凍脹變形成為寒區(qū)高速鐵路建設(shè)和運營管理中急需解決的重大工程問題。路基凍脹變形一方面破壞鋼軌整體平順性,威脅行車安全、舒適性,另一方面會造成軌下結(jié)構(gòu)的傷損,影響軌道結(jié)構(gòu)的服役壽命。因此,開展路基凍脹變形條件下無砟軌道結(jié)構(gòu)幾何變形規(guī)律及其對高速行車動力影響的研究具有重要的實際意義和工程應(yīng)用價值。基于此,本文在對季節(jié)性凍土區(qū)高速鐵路路基凍脹變形現(xiàn)場測試資料和相關(guān)文獻(xiàn)資料調(diào)研分析基礎(chǔ)上,開展了高速鐵

2、路路基凍脹變形引起的軌道幾何變形規(guī)律及其動力影響研究,分析不同程度的路基凍脹變形對鋼軌幾何變形、層間接觸狀態(tài)以及高速行車動力性能的影響規(guī)律,初步探討了高速鐵路路基凍脹變形控制限值問題。具體開展的研究工作如下。
  首先,基于季節(jié)性凍土區(qū)高速鐵路路基凍脹變形現(xiàn)場測試資料和相關(guān)文獻(xiàn)資料,分析了高速鐵路凍脹區(qū)路基凍脹變形規(guī)律及軌面不平順隨時間的發(fā)展變化規(guī)律。結(jié)果表明,季節(jié)性凍土區(qū)路基凍脹變形具有普遍性和隨機性,凍脹變形量相對較小;由路基

3、不均勻凍脹變形引起的軌面不平順隨時間的發(fā)展歷程大致可分為凍脹初始波動、快速發(fā)展、凍脹穩(wěn)定和快速回落四個階段,軌面不平順具有明顯的非線性、隨機性等特征。
  其次,利用建立的路基凍脹變形傳遞模型,分析了不同程度的路基不均勻凍脹變形對鋼軌幾何變形和層間接觸等的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),路基發(fā)生不均勻凍脹變形時,上層軌道結(jié)構(gòu)在路基變形荷載和自重作用下發(fā)生上拱變形,變形曲線與路基凍脹變形曲線近似,峰值相當(dāng);當(dāng)路基凍脹變形波長較短時,鋼軌幾何變形

4、波長要大于凍脹變形波長;隨著凍脹變形波長的增大,兩者變形逐漸趨于一致,層間接觸狀態(tài)得到改善;無砟軌道的結(jié)構(gòu)變形及層間接觸狀態(tài)受路基不均勻凍脹變形波長和幅值的綜合影響。
  最后,分析了路基不均勻凍脹變形對車軌系統(tǒng)動力學(xué)性能的影響規(guī)律,在此基礎(chǔ)上,初步探討了高速鐵路路基凍脹變形的控制限值。研究表明,路基凍脹變形會加大輪軌動態(tài)相互作用,影響行車安全性和乘車舒適性,同時會引起較大的軌道結(jié)構(gòu)動態(tài)位移;輪軌動態(tài)相互作用受行車速度、路基凍脹變

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