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路基不均匀沉降对双块式无砟轨道的影响研究

张群  
【摘要】: 不均匀沉降变形是路基上铺设无砟轨道需要解决的核心问题。无砟轨道的轨道板或道床板刚度较大,一旦基础发生不均匀沉降,将对无砟轨道受力产生显著影响。我国现行无砟轨道在设计中,都做了不同程度的模型简化,通常不进行沉降设计,忽略了沉降变形对于轨道结构的重要性,不能较全面地反映无砟轨道的实际受力状态。本文以不均匀沉降下土质路基上双块式无砟轨道为研究对象,建立了轨道力学梁—板模型,对其力学性能进行系统分析。 本文采用通用有限元软件对不均匀沉降作用下土质路基双块式无砟轨道进行力学分析,钢轨采用弹性点支承梁模型,扣件采用线性点支承弹簧模拟,道床板与支承层由于在其厚度方向上的尺寸远小于长度和宽度方向上的尺寸,符合弹性薄板的结构特点,采用板壳单元进行模拟,基础的支承采用非线性弹簧单元进行模拟。本文假定地基变形按余弦曲线变化,据此进行模拟计算。 本文着重介绍了路基上双块式无砟轨道的结构设计方法,路基上无砟轨道在考虑路基不均匀沉降条件下的计算方法。主要工作如下:通过比较分析,验证了路基不均匀沉降用刚性基础法简化计算的可行性;按照允许应力法对路基上双块式无砟轨道进行配筋,据此提出不均匀沉降限值;对不同地基刚度下,不均匀沉降对轨道上部结构的影响进行比较,以期在技术经济上达到合理优化;同时,本论文还分析了支承层发生破坏时不均匀沉降作用对上部轨道结构的影响。


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