路基上旭普林無砟軌道系統(tǒng)豎向動力響應(yīng)研究.pdf

1、隨著我國高速鐵路客運(yùn)專線和城市軌道交通的快速發(fā)展，無砟軌道以穩(wěn)定性高、維修工作量顯著減少和技術(shù)相對成熟等特點(diǎn)得到較快發(fā)展，對無砟軌道的動力分析顯得尤為必要。本文以我國客運(yùn)專線用路基上旭普林無砟軌道系統(tǒng)作為研究對象，將列車、軌道視為一個整體系統(tǒng)，建立了列車-軌道豎向耦合振動計算模型。 本文根據(jù)路基上旭普林無砟軌道系統(tǒng)的特點(diǎn)將其離散成20個自由度的軌道-路基系統(tǒng)豎向振動分析有限單元的集合，取相鄰兩扣件間的軌道為一個軌段單元，其中鋼軌

2、被模擬成連續(xù)彈性離散點(diǎn)支承的Euler梁，軌道墊層(扣件系統(tǒng))模擬為線彈簧和阻尼器，BTS層(軌道板)和HGT層(混凝土底座)視為剛性連接，在模型中作為彈性薄板來處理，路基模擬為線性均布面彈簧和阻尼器。把車輛模擬成6個自由度的多剛體系統(tǒng)模型。應(yīng)用彈性系統(tǒng)動力學(xué)總勢能不變值原理和形成矩陣的“對號入座”法則建立了列車-軌道系統(tǒng)豎向振動矩陣方程，并編制了相應(yīng)的Fortran計算程序。 根據(jù)建立的無砟軌道豎向自由振動分析模型，運(yùn)用子空間

3、迭代法對旭普林無砟軌道系統(tǒng)進(jìn)行了自振分析，列出了前五階豎向自振頻率和振型圖。自振分析檢驗(yàn)了前面建立的軌道振動分析模型的正確性。以路基上無砟軌道系統(tǒng)特有的豎錯不平順作為激振源，本文對旭普林無砟軌道系統(tǒng)的豎向振動響應(yīng)進(jìn)行了分析，并列出了部分系統(tǒng)豎向振動響應(yīng)的時程曲線圖，直觀地表現(xiàn)了路基上旭普林無砟軌道結(jié)構(gòu)的動力學(xué)特性。應(yīng)用模型進(jìn)行了： (1)旭普林無砟軌道的主要參數(shù)對系統(tǒng)振動響應(yīng)的分析，主要包括雙塊式軌枕間距、軌道板厚度、路基剛度等

4、參數(shù)對鋼軌、軌道板、車體豎向振動加速度、輪軌相互作用力的影響的研究，并對這些參數(shù)進(jìn)行合理取值，綜合考慮：雙塊式軌枕間距在0.6m-0.7m之間比較合理，BTS層厚度在0.24m左右比較合理，路基剛度宜在6×108～8×108N/m范圍內(nèi)，路基不均勻沉降應(yīng)控制在20mm/20m(>200km/h)、10mm/20m(>250km/h)內(nèi)。這些結(jié)論有利于路基上旭普林無砟軌道的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 (2)分析了旭普林無砟軌道上軌道高低、水平、豎