既有線重載鐵路路橋過渡段路基變形與加強措施研究.pdf

1、客運高速、貨運重載是當(dāng)今世界各國鐵路發(fā)展的兩大趨勢，而貨運重載化已經(jīng)成為大多數(shù)鐵路大國貨物運輸現(xiàn)代化發(fā)展的重要標(biāo)志。重載鐵路由于軸重增大，速度提高，加劇了列車/線路系統(tǒng)的動力相互作用，也使路基的變形和動力響應(yīng)加劇。路橋過渡段在這種動力作用下將產(chǎn)生較大的差異沉降，給行車安全帶來極為不利的影響，并且沉降差還會使列車高速通過時對線路產(chǎn)生較大的附加動力作用，又加劇沉降差發(fā)展，加速路基破壞。另外，由于歷史的原因，既有鐵路路橋過渡段路基設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)較低

2、，路基質(zhì)量已不能滿足要求。 因此，將輪軌系統(tǒng)與路基系統(tǒng)放到整個系統(tǒng)中去考察，建立合理的分析模型，進(jìn)行多方面的計算分析，總結(jié)重載鐵路路橋過渡段路基變形與動力響應(yīng)的變化規(guī)律，具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。同時，研究既有鐵路路橋過渡段路基、軌道結(jié)構(gòu)的加強措施，對維持線路幾何形態(tài)、保證列車運營安全也有非常重要的現(xiàn)實意義。 基于此，本文以科研項目“運營線路路橋過渡段路基及軌道加強研究”為依托，采用理論分析、現(xiàn)場試驗和數(shù)值計算等手段

3、，首次較為系統(tǒng)地研究了重載鐵路路橋過渡段路基在靜、動力荷載作用下的變形和動力響應(yīng)特性，深入分析了路橋過渡段縱向二維和三維模型的動力響應(yīng)規(guī)律，并對路基質(zhì)量檢驗及加強措施作了研究。本文的主要研究內(nèi)容和成果如下： （1）介紹了朔黃鐵路沿線的工程地質(zhì)概況，并結(jié)合現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)詳細(xì)分析了路橋過渡段路基的幾何尺寸和質(zhì)量檢驗結(jié)果，得到了路橋過渡段的基本參數(shù)，為進(jìn)一步分析路橋過渡段路基變形和動力響應(yīng)提供了依據(jù)； （2）利用ANSYS有限元

4、軟件對靜力作用下路橋過渡段路基的變形規(guī)律進(jìn)了模擬分析，總結(jié)了路橋過渡段二維靜力變形規(guī)律，研究了參數(shù)變化對路基變形的影響； （3）建立了兩種路橋過渡段列車-軌道-路基垂向振動系統(tǒng)動力有限元計算模型，計算分析了列車荷載下模型的二維動力響應(yīng)規(guī)律，給出了ANSYS中路基面上動應(yīng)力的表示形式； （4）分別對動荷載作用下過渡段路基橫向二維模型的動力響應(yīng)和移動荷載作用下過渡段路基縱向二維模型的動力響應(yīng)進(jìn)行了重點分析，總結(jié)了重載條件下過

5、渡段路基橫向和縱向動力響應(yīng)規(guī)律，研究了基床表層剛度、過渡段填料剛度及密度對動力響應(yīng)的影響和路基內(nèi)豎向動應(yīng)力的變化規(guī)律；深入分析了不同軸重、不同列車速度、不同路基填土模量等因素對過渡段路基動力響應(yīng)規(guī)律的影響； （5）為研究朔黃鐵路現(xiàn)場試驗段雙線線路條件下路橋過渡段路基的動力響應(yīng)，對列車上橋、下橋和兩列列車相向而行時路橋過渡段路基的動力響應(yīng)進(jìn)行了三維有限元分析，系統(tǒng)地總結(jié)了列車荷載上橋、下橋及兩列車荷載相向而行三種情況下路橋過渡段路