客運(yùn)專線涵-涵過渡段動力特性試驗研究及仿真分析.pdf

1、高速鐵路的發(fā)展必須以安全、可靠、舒適等為前提，這些取決于鐵路系統(tǒng)各方面的高品質(zhì)和高可靠性。過渡段問題是高速鐵路必須解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文在廣泛查閱國內(nèi)外相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，以武廣客運(yùn)專線涵-涵過渡段為工程背景，以國家自然科學(xué)基金項目為依托，采用數(shù)值摸擬和現(xiàn)場試驗相結(jié)合的方法，研究動車荷載作用下不同條件的涵-涵過渡段的動力響應(yīng)特性，獲得了許多具有重要的實際工程參考價值的測試數(shù)據(jù)和研究結(jié)論。主要的研究工作和結(jié)論如下： （1）針對

2、武廣客運(yùn)專線DK1252+679～+731涵-涵過渡段工點詳細(xì)制定了動力特性研究方案：獲取參數(shù)試驗方案設(shè)計、現(xiàn)場實施及數(shù)據(jù)處理分析；ANSYS建立仿真分析有限元模型并進(jìn)行仿真計算研究分析過渡段的動力特性；進(jìn)行過渡段現(xiàn)場動測試驗，并對比分析研究仿真與實測結(jié)果。 （2）現(xiàn)場波速測試試驗得到：級配碎石，A、B填料，粘土層的平均Ed分別為1716MPa，793MPa，596MPa；平均Gd分別為659MPa，295MPa，219MPa。

3、 （3）利用ANSYS軟件建立涵-涵過渡段有限元仿真計算模型，并進(jìn)行仿真研究過渡段的結(jié)構(gòu)動力特性： ①行車速度在350km/h下，涵-涵過渡段結(jié)構(gòu)的動力作用：動位移在縱向上成“M”形分布；豎向上各動響應(yīng)值均是隨深度增加而減小，其中動位移減小的速率較小，其它三者近似雙曲線或指數(shù)曲線減??； ②行車速度的影響：行車速度從150km/h～350km/h增長時，路基的動響應(yīng)值隨速度增大而緩慢增大；當(dāng)行車速度從350km/h

4、～400km/h增長時，在路基本體為A、B填料的普通路基上，動位移、加速度和速度三個動響應(yīng)值皆迅速上升；這說明了如果要繼續(xù)提速則必需改善普通路基的結(jié)構(gòu)，或提高路基本體A、B填料的工程特性。 ③基床表層厚度增加可適當(dāng)改善過渡段中普通路基段的動響應(yīng)，尤其是改善軌下正下方路基本體的動響應(yīng)。當(dāng)行車速度繼續(xù)增加，這種改善作用會更加突出。 ④涵-涵中心距變化主要對動位移的影響比較大，對動應(yīng)力、加速度、速度的影響很小。涵-涵中心距為4

5、3.2m時，過渡段的動位移值最大，比其它涵間距要大出12％。 （4）現(xiàn)場動測數(shù)據(jù)分析研究，統(tǒng)計分析結(jié)果表明實測數(shù)據(jù)基本符合正態(tài)分布，將實測與仿真結(jié)果對比偏差較小，總體變化趨勢比較吻合：動響應(yīng)值皆隨著行車速度的增大而增大；加速度在基床表層以下，沿豎向向下呈指數(shù)趨勢或雙曲線趨勢減小；動應(yīng)力在兩涵洞處的最大，中間部分路基的較?。缓?涵間路基面的動位移沿縱向的分布呈“M”型。 （5）通過對涵-涵相鄰過渡段的動響應(yīng)實測和仿真分析，