路基作為高速鐵路的基礎,也是鐵路線路工程中的薄弱環(huán)節(jié)。近年來,隨著高速鐵路的蓬勃發(fā)展,提高運行速度成為鐵路運輸?shù)闹髁靼l(fā)展方向。而過大的不均勻沉降作為高速鐵路的病害之一,不僅制約著列車運行速度的提升,嚴重影響著列車的行車安全性和平穩(wěn)性,同時還會加劇軌道結構的破壞。因此,研究路基不均勻沉降對鐵路車輛和軌道結構的力學特性影響具有十分重要的意義。首先,基于軌道計算理論和路基不均勻沉降控制標準等相關知識,通過有限元分析軟件ABAQUS分別建立了路基上雙塊式無砟軌道和有砟軌道與無砟軌道過渡段的耦合靜力學模型。利用雙塊式無砟軌道模型,分析了軌道結構在路基余弦型沉降作用下的變形和受力特性,對比了不同沉降幅值和波長以及軌道參數(shù)變化對雙塊式無砟軌道靜力學特性的影響規(guī)律。利用有砟軌道與無砟軌道過渡段模型,分析了軌道結構在路基折角型沉降作用下的變形和受力特性,對比了不同沉降幅值和折角區(qū)域長度對有砟軌道與無砟軌道過渡段靜力學特性的影響規(guī)律。結果表明:路基發(fā)生不均勻沉降時,軌道結構會產生與沉降曲線相似的跟隨性變形,而在不同沉降工況和軌道參數(shù)條件下,鐵路軌道結構的變形和受力都受到較大的影響。其次,結合車輛-軌道耦合... 

【文章來源】：蘭州交通大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1日本新干線

蘭州交通大學碩士學位論文-1-1緒論1.1引言自1825年英國修建第一條鐵路以來，鐵路運輸以其行車速度快、運輸成本低、運量能力大的優(yōu)勢在全世界得到了發(fā)展和應用，1964年，世界上第一條高速鐵路東海道新干線在日本成功開通，這為世界高速鐵路的發(fā)展和應用拉開了序幕。之后，法國、德國等國家也紛紛開始研究高速鐵路，至此，高速鐵路作為一種安全、舒適、高效的運輸工具，已經融入到人們的日常生活。中國鐵路始建于1876年，最高運行速度可達到32km/h，經過多次大提速后，直到2003年，我國第一條真正意義上的高速鐵路—秦沈專線正式開通，時速達到了200km/h，這標志著中國已經成功進入到了高速鐵路的行列。2008年，京津城際通車，設計最高速度達到350km/h，這表明我國高速鐵路迎來了蓬勃發(fā)展的時代。截止到2015年，全國的高速鐵路運營里程已超過1.9萬公里，預計到2025年，高鐵規(guī)模將實現(xiàn)3.8萬左右。隨著社會的發(fā)展，中國已經發(fā)展了一套能夠自主建設和運營的高速鐵路技術。近年來，中國的高速鐵路也憑借先進的技術和產品逐漸走出了國門，成為了中國的驕傲。高速鐵路主要采用兩種軌道結構，有砟軌道和無砟軌道。通過試驗研究和運行結果表明，兩種軌道上運行的高速列車時速都可以達到300km/h以上。在目前運營的高速鐵路線路上，有砟軌道占3/4，無砟軌道占1/4。作為最早應用的傳統(tǒng)軌道結構形式，有砟軌道應用在法國的高速鐵路和日本的的新干線上。相比有砟軌道，無砟軌道具有平順性高和穩(wěn)定性好等優(yōu)點，作為一種新的軌道結構形式，在全世界高速鐵路建設中得到廣泛的應用。圖1.1日本新干線圖1.2蘭新線隨著鐵路高速化的發(fā)展，列車運行的安全性和乘客的舒適性成為最突出的問題，列

蘭州交通大學碩士學位論文-3-車安全，甚至還會破壞軌道結構，因此，我們要將輪軌下部結構的變形控制在合理范圍內，從而確保行車的安全性和平穩(wěn)性[2]。1.2.1路基的沉降特點研究路基的不均勻沉降主要分為施工沉降和工后沉降，路基填筑時發(fā)生施工沉降，而工后沉降出現(xiàn)在路基鋪軌完成后，其直接影響鐵路軌道和列車的安全性和穩(wěn)定性[3]。路基工后沉降主要包括三部分，一是路基填筑自身的沉降，二是路基基床的累積永久變形，三是地基的沉降。由于路基填料主要為散體顆粒材料，當填料的選擇不當，對填土壓實不足時，會造成路基產生一定程度的下沉，不易控制[4]。在運營階段，由于反復的列車荷載造成路基下沉，沉降變形會逐漸積累。當路基的基礎變形超出限度，對鐵路軌道的受力會產生較大的影響，甚至會導致軌道結構破壞。因此，隨著列車運行速度的提高、運量的增加以及鐵路運營時間越來越長，控制路基工后沉降成為軌道鋪設成功的必要條件。路基工后沉降分為均勻沉降和不均勻沉降，其中，路基不均勻沉降是影響高速列車運行安全性和軌道結構平順性的關鍵[5]。路基不均勻沉降一般可分三種型式，即正(余)弦型、錯臺和折角，如圖1.3所示。路基上主要發(fā)生正(余)弦型不均勻沉降，橋梁在列車荷載作用下的撓曲變形也屬于這種形式。錯臺和折角沉降則發(fā)生在不同結構物或結構物與土工物之間的過渡段上[6]。圖1.3路基不均勻沉降的型式1.2.2路基不均勻沉降對軌道結構受力性能影響研究AkiraDr.Eng和Takahio[7]分析了軌道剛度的變化對有砟軌道與板式無砟軌道過渡段的輪軌作用力的影響，并對問題提出了合理的解決意見。

【參考文獻】：
期刊論文
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[7]高速鐵路路橋過渡段地基加固技術研究[D]. 王楚發(fā).西南交通大學 2017
[8]路涵過渡段復雜變形對無砟軌道系統(tǒng)的影響研究[D]. 任闖闖.北京交通大學 2016
[9]區(qū)域沉降對路基上CRTS-Ⅱ板式軌道的影響[D]. 羅琨.西南交通大學 2016
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本文編號：2963207