遂渝鐵路無砟軌道路隧過渡段實車測試及路基結(jié)構(gòu)FEM計算.pdf

1、我國鐵路建設(shè)正處于高速發(fā)展的階段，由于無砟軌道結(jié)構(gòu)可顯著減小維修工作量、提高高速列車運行的安全性和舒適性等優(yōu)勢，無砟軌道結(jié)構(gòu)在高速鐵路和客運專線土質(zhì)路基上大規(guī)模的應(yīng)用已經(jīng)成為一種必然趨勢?，F(xiàn)在已建成或在建的遂渝無砟段、京津城際、武廣客專、鄭西客專、哈大客專、京滬高速鐵路都大規(guī)模地鋪設(shè)了無砟軌道結(jié)構(gòu)。 為了適應(yīng)地形的起伏變化，鐵路沿線存在著大量的路基和隧道、橋梁等結(jié)構(gòu)物。由于路基和隧道兩種結(jié)構(gòu)物的軌下支承條件不同，其軌下基礎(chǔ)乃至軌

2、道整體的剛度及其變形就會有差異，致使路隧連接部分產(chǎn)生明顯的不平順性現(xiàn)象，當列車經(jīng)過該區(qū)段時附加動力明顯加大，從而對行車的安全性、乘坐的舒適性產(chǎn)生不利的影響。為了減輕因軌道剛度和變形突變引起的附加動力作用，在路基與隧道間設(shè)置一定長度的過渡段是一種技術(shù)處理措施。 本文結(jié)合遂渝鐵路無砟軌道綜合試驗段實車測試，分析了無砟軌道路基與隧道剛性漸變混凝土過渡段在CRH2動車組和重載貨物列車作用下的路基面動應(yīng)力、支承層振動位移、支承層振動速度的

3、幅值大小、與行車速度的關(guān)系及沿線路縱向的變化規(guī)律；同時，開展了雙塊式無砟軌道路基結(jié)構(gòu)的FEM計算，分析了雙塊式無砟軌道路基結(jié)構(gòu)在不同輪載力大小、結(jié)構(gòu)層間接觸條件、支承層模量、基床表層模量和軌道結(jié)構(gòu)模量整體折減率等情況下的各結(jié)構(gòu)層關(guān)鍵部位的力學響應(yīng)。實車測試結(jié)果表明：路基面動應(yīng)力、支承層振動位移、支承層振動速度值相對于有砟軌道較?。卉囕v軸重對路基面動應(yīng)力、支承層振動位移影響顯著，行車速度和車輛動力學性能對支承層振動速度影響較大；動應(yīng)力、振

4、動變形及振動速度等動力學指標沿過渡段縱向變化平穩(wěn)，基本實現(xiàn)了路基與隧道之間支承剛度的逐漸過渡。FEM計算結(jié)果表明：輪載力對路基面壓應(yīng)力沿縱向的影響范圍大約為5m；無砟軌道路基結(jié)構(gòu)的力學響應(yīng)隨著軸重的增加基本上呈線性增加，隨著支承層模量的減小而增加：在本文的計算模型下，軌道結(jié)構(gòu)整體模量折減到0.66是一種比較合理的模量組合。耦合狀態(tài)下的路基面的壓應(yīng)力和豎向變形與實測數(shù)據(jù)比較接近，但隨著摩擦系數(shù)的減小應(yīng)力和變形值逐漸增大。通過FEM計算結(jié)果