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《中南大学》 2007年
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博格板式无砟轨道路桥过渡段竖向动力响应分析

王梦  
【摘要】: 随着我国现代高速铁路和客运专线的快速发展,无砟轨道得到广泛应用,桥上铺设无砟轨道更是一种普遍形式。由于路堤与桥梁的工程性质迥异,在路桥交界处极易产生严重的轨道不平顺问题,并且这一现象随着列车速度的提高和列车轴重的增大而加剧,加速了线路的变形和破坏,影响行车的舒适性和平稳性,严重时甚至危及行车安全。 基于国内外列车—轨道—桥梁和路桥过渡段问题的研究现状,在综合分析的基础上,本文以博格板式无砟轨道为载体,取轨道相邻两扣件之间的部分为一个单元,其中钢轨模拟为连续弹性点支承的Euler梁,轨道垫层模拟为线弹簧和阻尼器,轨道板在模型中作为弹性薄板来处理,垫层砂浆模拟为线性均布面弹簧和阻尼器,桥梁被模拟为Euler梁,并把机车(车辆)模拟成6个自由度的多刚体系统模型。应用弹性系统动力学总势能不变值原理和形成矩阵的“对号入座”法则建立了系统竖向振动矩阵方程,并应用FORTRAN语言编制了相应的计算分析程序。 根据建立的竖向振动分析模型,以秦沈客运专线32m单线简支箱梁桥为例,对模型进行竖向自振特性分析,列出了前六阶竖向自振频率和相应的振型图,计算结果正确可靠。对两种客运专线常用跨度24m和32m单线简支箱梁桥的走行性进行了对比分析,研究了列车编组、桥梁跨数和行车速度对桥上列车走行性能的影响。 为了全面分析和评价路桥过渡段的动力学特性,将过渡段轨面弯折变形用余弦曲线模拟,应用建立的路桥过渡段竖向耦合振动分析模型,综合考虑列车驶向(进桥和出桥)、行车速度、沉降差和过渡段长度对机车车辆和路桥过渡段轨道结构动力响应的影响,就各种不同的工况条件,进行了大量计算机仿真计算、综合分析和性能评价,得出了各种因素对列车运行的影响规律;给出了不同行车速度下无砟轨道路桥过渡段设置长度的建议值;总结了国内外路桥过渡段的整治和处理措施。
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