重載鐵路樁板結(jié)構(gòu)力學(xué)特性及有砟軌道合理型式研究.pdf

1、重載鐵路運(yùn)輸以其運(yùn)量大、能耗低等綜合優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為世界各國(guó)實(shí)現(xiàn)鐵路效益最大化的必然選擇。重載鐵路路基可能會(huì)出現(xiàn)路基變形過(guò)大、工后沉降難以滿(mǎn)足要求等問(wèn)題，采用樁板結(jié)構(gòu)形式不僅能滿(mǎn)足路基對(duì)變形的要求，還能充分發(fā)揮其承載力高、適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)。由于樁板結(jié)構(gòu)在重載鐵路有砟軌道上的研究和應(yīng)用很少，其受力機(jī)理和變形特性尚不明確，且根據(jù)以前的研究成果，鋪設(shè)在硬質(zhì)基礎(chǔ)上的有砟道床可能會(huì)出現(xiàn)道砟振動(dòng)過(guò)大和道砟粉化等問(wèn)題，基于此，本文主要對(duì)重載鐵路樁板結(jié)構(gòu)

2、力學(xué)特性及其上有砟軌道的合理型式展開(kāi)研究，為樁板結(jié)構(gòu)在重載鐵路有砟軌道上的應(yīng)用提供理論參考。
　　本文在廣泛的文獻(xiàn)調(diào)研基礎(chǔ)上，歸納總結(jié)了國(guó)內(nèi)外樁板結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀及我國(guó)重載鐵路路基病害基本狀況。針對(duì)重載鐵路貨車(chē)荷載軸重大和頻率低的特點(diǎn)，提出了分別建立樁板結(jié)構(gòu)在大軸重荷載作用下和低頻荷載作用下的數(shù)值模型來(lái)研究重載鐵路樁板結(jié)構(gòu)力學(xué)特性的思路。對(duì)建立模型時(shí)所采用的有限元和衰減無(wú)限元的方法及原理進(jìn)行詳細(xì)的闡述，并確定靜、動(dòng)力評(píng)價(jià)指標(biāo)。

3、　　計(jì)算分析了貨車(chē)軸重為25t大軸重荷載作用下的樁板結(jié)構(gòu)靜、動(dòng)力學(xué)特性，并對(duì)樁板結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)進(jìn)行了敏感性研究。結(jié)果表明，現(xiàn)有的樁板結(jié)構(gòu)型式基本可以滿(mǎn)足開(kāi)行大軸重重載列車(chē)的要求。通過(guò)與普通路基計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比可知，樁板結(jié)構(gòu)路基可以有效控制重載鐵路路基的沉降，改善路基的受力狀況，但由于其剛度較大，導(dǎo)致有砟道床的振動(dòng)很大，可能會(huì)引起道砟粉化等問(wèn)題。
　　采用有限元與衰減無(wú)限元相結(jié)合的方法來(lái)模擬豎向無(wú)限延伸的地基，計(jì)算分析了低頻荷載作用下

4、的樁板結(jié)構(gòu)數(shù)值模型。首先，對(duì)樁板結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，并對(duì)其材料參數(shù)和幾何參數(shù)進(jìn)行了敏感性研究。結(jié)果表明，重載鐵路樁板結(jié)構(gòu)路基自振頻率具有低頻性。其次，對(duì)樁板結(jié)構(gòu)在低頻荷載作用下的荷載傳遞規(guī)律及不同荷載頻率和幅值的影響性進(jìn)行分析。結(jié)果表明，現(xiàn)有的樁板結(jié)構(gòu)型式可以滿(mǎn)足重載列車(chē)低頻振動(dòng)作用的要求，但當(dāng)荷載頻率接近樁板結(jié)構(gòu)的固有頻率時(shí)，振動(dòng)響應(yīng)會(huì)加劇，可能引起共振現(xiàn)象。
　　對(duì)重載鐵路樁板結(jié)構(gòu)有砟軌道合理型式進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，寬軌枕可以