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《中南大学》 2004年
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高速铁路加筋过渡段静动力特性数值分析及试验研究

李献民  
【摘要】:高速铁路的发展必须以安全、可靠、舒适等为前提,这些均取决于构成铁路系统各方面的高品质和高可靠性。车辆通过路桥(涵)过渡段,常常会发生“跳车”现象,大大降低了车辆运行的安全性和舒适度。而伴随着我国高速铁路的迅猛发展,路桥(涵)过渡段存在的问题比以前显得更加突出。基于国内外关于过渡段问题的研究现状,在综合分析的基础上,结合铁道部科技攻关课题的试验和研究,开展了本文的研究工作。本文采用理论研究、现场试验、数值分析相结合的研究方法,取得了如下主要研究成果和结论: (1)基于增量弹塑性理论,引入接触面单元来模拟格栅纵横肋与土的相互作用,建立了土工格栅加筋土的动弹塑性本构模型、以及动力计算模型。 (2)根据车辆-轨道耦合动力学理论,以及无碴板式轨道动力学理论,采用有限元与无限元相结合的方法,建立起车辆-轨道过渡段耦合动力三维分析模型。 (3)编制了开放功能良好的车辆-轨道-枕下结构动力有限元分析程序,并与弹性理论计算值、现场实测值进行比较,验证了计算程序的可靠性和适用性。 (4)基于“空间场”观点,首次对列车静载作用下的过渡段轨道-路基结构的矢量场特征进行了研究,并取得了如下成果: ①过渡段矢量场在线路纵向上、横向上和深度方向上的分布规律; ②土工格栅加筋桥台台尾过渡段后,对矢量场的分布具有很好的改善作用; ③列车静载作用下土工格栅加筋桥台台背的反力矢量场分布特征; ④土工格栅的加筋、列车的静轴重、基床表层的K30对枕下结构矢量场影响作用的敏感性分析特征。 (5)基于“时空场”观点,通过对路桥过渡段区域列车移动荷载作用下的车辆-轨道-路基的数值模拟仿真,对比分析了列车驶向、列车速度、桥台台尾的加筋、轨面的平顺性及不平顺波深等因素对车辆-轨道-路基系统动力性能的影响,并提出了过渡段车辆平稳舒适性的动力学控制指标。 (6)通过现场大量实测数据的时频分析,以及过渡段路基面动响应特征的分析研究,提出了高速铁路过渡段路基面同样存在“临界速度”的新概念;首次提出并推导了预测过渡段路基面动响应变化趋势的列车轴重 变化系数公式;提出了“超高”填筑路基以减小过渡段沉降差和动响应的 设计思想。 (7)通过对三个试验工点沉降观测数据的分析研究,得到了过渡段 路基在线路横断面和线路纵断面上特有的沉降曲线规律。 (8)通过对铁路路桥过渡段设计和技术处理措施规范的分析,专门 研究了级配碎石(砂砾)结构和A、B类土加土工格栅结构的填筑工艺流 程。 关键词高速铁路,路桥过渡段,土工格栅,加筋土,空间矢量场,动力 响应,动力学性能
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:U238

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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9 陈奕柏;韩建刚;黄义;;粘弹性梁的随机反应理论分析[J];四川建筑科学研究;2007年05期
10 李辉;曾月进;曾明顺;姜建华;杨彩虹;裴寒蕊;;土的弹塑性与先期固结压力的试验研究[J];四川建筑科学研究;2008年03期
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5 谢欣;张家生;刘聪聪;;尾矿料的力学性试验研究[A];第四届全国尾矿库安全运行技术高峰论坛论文集[C];2011年
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7 葛东明;;面向控制的弹性高超声速飞行器一体化解析式建模[A];全国结构振动与动力学学术研讨会论文集[C];2011年
8 赵怀耘;田俊;刘建新;;驱动系统扭转自激振动对机车垂向动力性能的影响[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
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10 张永乐;杨建超;唐德高;;爆炸冲击震动下浮放设备的抛离分析[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 马飞飞;框架结构轻钢加层的地震反应分析研究[D];山东科技大学;2010年
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4 袁英保;基于分层沉降试验的复合地基变形问题研究[D];郑州大学;2010年
5 李亚帮;膨胀性充填裂隙水力特性实验研究[D];郑州大学;2010年
6 王永伟;框架一剪力墙结构抗震性能分析[D];郑州大学;2009年
7 张琰鑫;农村夯土类住宅抗震性能研究[D];郑州大学;2010年
8 滕彦磊;塑性混凝土防渗墙应力变形有限元分析[D];郑州大学;2010年
9 纠永志;基于非达西渗流的饱和黏土一维非线性固结理论研究[D];郑州大学;2010年
10 刘振虎;基于湿模态法的舷侧外伸结构砰击响应[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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【二级引证文献】
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6 李献民;常鹏波;;路桥过渡段路基速度动力特性试验研究[J];华北水利水电学院学报;2009年05期
7 冯忠居;乌延玲;成超;吴明远;;振动下沉桩施工对受损桥梁影响范围计算[J];交通运输工程学报;2010年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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3 赵欣;大秦线重载铁路路基质量评估理论与方法的研究[D];北京交通大学;2011年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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6 金守华;;客运专线建设管理中若干问题的思考[A];客运专线工程技术学术研讨会论文集(下)[C];2008年
7 孙国华;危凤海;;注浆法在加固路桥过渡段中的应用[A];高速重载与普通铁路桥隧运营管理与检测修理技术论文集(下册)[C];2010年
8 王大庆;谢楠;陈英俊;;高速铁路抗震设防问题[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1999年
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10 林志海;;高速铁路牵引网距离保护探讨[A];中国铁道学会电气化委员会2006年学术会议论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 曹炳坤;世界高速铁路一瞥[N];联合时报;2002年
2 本报驻沪记者 沈颖;世界高速铁路概况[N];南方周末;2003年
3 记者 习少颖通讯员 曹锋;武广高速铁路技术难点全攻克[N];湖北日报;2007年
4 记者 矫阳;我今年将开工建设4100公里高速铁路[N];科技日报;2008年
5 廖景标;钦州将投入500亿元构建大交通[N];广西日报;2008年
6 通讯员 陈平军 记者 杨倩;石家庄火车北站广场开始升级改造[N];河北日报;2009年
7 本报记者 刘仁;中国高速铁路专利申请近千件[N];中国知识产权报;2010年
8 周怀立 李文峰;武广高速铁路株潭段开工[N];湖南日报;2006年
9 本报记者 焦红霞;我国高速铁路发展对世界影响深远[N];中国改革报;2010年
10 社科院金融所研究员 易宪容;我们如何应对高风险时代?[N];华夏时报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李献民;高速铁路加筋过渡段静动力特性数值分析及试验研究[D];中南大学;2004年
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5 马学宁;车—路耦合条件下高速铁路路基及桥路过渡段结构系统动力分析[D];兰州交通大学;2009年
6 俞永华;路桥过渡段差异沉降处治技术研究[D];长安大学;2005年
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8 赵平;高速铁路站场设计及参数优化研究[D];北京交通大学;2011年
9 陈令坤;地震作用下高速铁路列车—无砟轨道—桥梁系统动力响应及走行安全研究[D];中南大学;2012年
10 高仕斌;高速铁路牵引供电系统新型保护原理研究[D];西南交通大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 秦德进;高速铁路路桥过渡段施工技术试验研究[D];西南交通大学;2006年
2 王梦;博格板式无砟轨道路桥过渡段竖向动力响应分析[D];中南大学;2007年
3 敬伟;基于安全性的路桥过渡段车辆—路面动力响应研究[D];长安大学;2010年
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5 邓天棋;彭湖高速路桥过渡段不均匀沉降分析[D];华东交通大学;2011年
6 彭修乾;25t轴重货车作用下既有线路桥过渡段动力响应分析[D];北京交通大学;2012年
7 陈立涛;重载铁路路桥过渡段斜向旋喷桩加强效果研究[D];北京交通大学;2010年
8 罗丹霞;山区道路路桥过渡段的病害分析和处治对策[D];华南理工大学;2010年
9 赵勇;高速铁路刚性挡土墙土压力模型试验与数值分析[D];西南交通大学;2006年
10 唐科;高速铁路快速背景下的高速公路客运应对策略研究[D];西南交通大学;2008年
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