“貨運(yùn)重載”已成為我國(guó)鐵路運(yùn)輸事業(yè)主要發(fā)展方向,重載鐵路運(yùn)輸具有軸重大、總重大、行車密度和運(yùn)量特大的特點(diǎn)。重載鐵路線路中隧道工程占有較高的隧線比,因重載列車大荷載和高作用頻次而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)動(dòng)力特征和疲勞損傷也更為明顯,目前尚缺相關(guān)理論和計(jì)算方法。鑒于此,論文開(kāi)展的重載鐵路隧道結(jié)構(gòu)動(dòng)力特征及設(shè)計(jì)方法研究具有重要意義。論文采用現(xiàn)場(chǎng)大型原位激振試驗(yàn)、長(zhǎng)期遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、理論推導(dǎo)、數(shù)值模擬和資料調(diào)研等多種研究方法。以我國(guó)2條重載線路張?zhí)畦F路和瓦日鐵路為工程依托,對(duì)重載鐵路隧道結(jié)構(gòu)動(dòng)力特征、荷載解析解、結(jié)構(gòu)計(jì)算模型、疲勞損傷預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了研究,主要研究成果有:通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)明確了27t³0t軸重、III^V級(jí)圍巖條件下有砟、無(wú)砟單雙線重載鐵路隧道結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特征。研究得出拱墻結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)遠(yuǎn)低于隧底結(jié)構(gòu)且重載線路軌道范圍動(dòng)力響應(yīng)最劇烈,獲取的底部層間動(dòng)荷載分布特征和豎向傳遞規(guī)律為荷載解析解提供了研究基礎(chǔ)。基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)合現(xiàn)有規(guī)范、國(guó)內(nèi)外研究成果,根據(jù)道床受力特點(diǎn)和輪軌作用方式提出了道床表面荷載理論計(jì)算方法;利用應(yīng)力擴(kuò)散角理論分別得到了無(wú)砟、有砟隧道填充表面荷載解析解,... 

【文章來(lái)源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：162 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

重載鐵路隧道隧底結(jié)構(gòu)病害形式

第8頁(yè)西南交通大學(xué)博士研究生學(xué)位論文區(qū)段累積長(zhǎng)度占比圖如圖 1-5 所示。圖1-5 調(diào)查段隧底病害區(qū)段累積長(zhǎng)度占比統(tǒng)計(jì)圖 1-5 顯示出隧底病害段長(zhǎng)度所占百分比超過(guò) 40%的隧道共有 11 座，表明隧底病害存在普遍性；重載線路病害段長(zhǎng)度占比基本都在 50%以上，主要病害分類及連續(xù)長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖 1-6 所示。圖1-6 調(diào)查段隧底主要病害分類及連續(xù)長(zhǎng)度示意圖由圖 1-6 可知，調(diào)查區(qū)段中，隧底結(jié)構(gòu)破損累積長(zhǎng)度達(dá)到 6311.7m，約占隧底病害的 74%，其中測(cè)點(diǎn)連續(xù)長(zhǎng)度主要集中在 3~9m 范圍內(nèi)約占隧底破損的 44%。綜合分析可以得出，隧底病害成因是由于多種影響因素綜合作用，比如地下水的影響，地質(zhì)條件的改變等；1.1 節(jié)分析到重載線路位置隧底病害較普通客貨共線線路更為嚴(yán)重且主要表現(xiàn)為隧底破損，說(shuō)明重載列車的高頻次反復(fù)動(dòng)力作用是重載鐵路隧道隧底疲勞損傷的主要影響因素[49]

害存在普遍性；重載線路病害段長(zhǎng)度占比基本都在 50%以上，主要病害分類及連續(xù)長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖 1-6 所示。圖1-6 調(diào)查段隧底主要病害分類及連續(xù)長(zhǎng)度示意圖由圖 1-6 可知，調(diào)查區(qū)段中，隧底結(jié)構(gòu)破損累積長(zhǎng)度達(dá)到 6311.7m，約占隧底病害的 74%，其中測(cè)點(diǎn)連續(xù)長(zhǎng)度主要集中在 3~9m 范圍內(nèi)約占隧底破損的 44%。綜合分析可以得出，隧底病害成因是由于多種影響因素綜合作用，比如地下水的影響，地質(zhì)條件的改變等；1.1 節(jié)分析到重載線路位置隧底病害較普通客貨共線線路更為嚴(yán)重且主要表現(xiàn)為隧底破損，說(shuō)明重載列車的高頻次反復(fù)動(dòng)力作用是重載鐵路隧道隧底疲勞損傷的主要影響因素[49]，定量分析隧底結(jié)構(gòu)的疲勞累積，預(yù)測(cè)隧底結(jié)構(gòu)的疲勞壽命對(duì)重載列車的設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)安全評(píng)價(jià)具有重大意義。目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)隧底結(jié)構(gòu)疲勞損傷已經(jīng)進(jìn)行了一定的研究。彭立敏[48]基于線性疲勞累積損傷理論采用有限元軟件對(duì)普通列車動(dòng)荷載作用下隧道底板結(jié)構(gòu)的疲勞壽命進(jìn)行分析，得出 20 cm 厚的 C25 鋼筋混凝土疲勞壽命可達(dá) 59~60 年。隧底下沉6%隧底不密實(shí)20%≤3m12%3~6m44%6~9m23%9~15m15%

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于車-軌-隧一體化模型的重載鐵路隧道動(dòng)力響應(yīng)特性分析[J]. 肖鵬,彭立敏,施成華,楊高尚,雷明鋒.  鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]重載鐵路隧道基底結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期動(dòng)力特性試驗(yàn)研究[J]. 吳秋軍,李自強(qiáng),于麗,華陽(yáng),王明年.  振動(dòng)與沖擊. 2017(10)
[3]深溝球軸承內(nèi)部載荷序列與壽命計(jì)算[J]. 汪久根,徐鶴琴.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(15)
[4]軌道框架對(duì)散粒體道床非線性縱向阻力影響的試驗(yàn)研究[J]. 劉浩,王源,劉淦中,陳嶸,肖杰靈.  鐵道學(xué)報(bào). 2017(05)
[5]列車振動(dòng)荷載作用下管片接縫對(duì)盾構(gòu)隧道襯砌結(jié)構(gòu)與周圍軟土地層動(dòng)力響應(yīng)影響研究[J]. 楊文波,徐朝陽(yáng),陳子全,李林桂,晏啟祥,何川.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2017(08)
[6]混凝土結(jié)構(gòu)疲勞全過(guò)程分析方法研究[J]. 梁俊松,丁兆東,李杰.  建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2017(05)
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[8]基于車橋耦合動(dòng)力分析的鋼橋疲勞損傷與剩余壽命評(píng)估[J]. 李慧樂(lè),夏禾,張楠,杜憲亭,侯云芳.  鐵道學(xué)報(bào). 2017(01)
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[10]橋上列車高速運(yùn)行引起的地面振動(dòng)試驗(yàn)研究[J]. 李小珍,張志俊,冉汶民,陳桂媛,張迅.  西南交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)

博士論文
[1]重載鐵路隧道基底結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)特征及服役狀態(tài)評(píng)價(jià)體系研究[D]. 鄒文浩.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 2016
[2]高速鐵路橋梁段車致地面振動(dòng)的半解析分析與試驗(yàn)研究[D]. 張志俊.西南交通大學(xué) 2016
[3]基于長(zhǎng)期累積變形演化狀態(tài)控制的高速鐵路基床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究[D]. 劉鋼.西南交通大學(xué) 2013
[4]基于損傷理論的高速鐵路隧道結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)分析及疲勞壽命研究[D]. 黃娟.中南大學(xué) 2010
[5]青藏鐵路列車行駛多年凍土場(chǎng)地路基振動(dòng)反應(yīng)與振陷預(yù)測(cè)[D]. 朱占元.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009

碩士論文
[1]高速列車動(dòng)荷載作用下盾構(gòu)管片疲勞破壞形式及壽命預(yù)測(cè)研究[D]. 劉詣軒.西南交通大學(xué) 2017
[2]列車振動(dòng)荷載作用下隧道襯砌結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)與損傷特性研究[D]. 徐寧.石家莊鐵道大學(xué) 2016
[3]重載列車行駛下軌道動(dòng)荷載傳遞與路基附加動(dòng)應(yīng)力分析[D]. 趙洪順.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]高鐵列車動(dòng)載作用下盾構(gòu)隧道管片疲勞影響因素及評(píng)價(jià)方法研究[D]. 鄧唐.西南交通大學(xué) 2015
[5]基于頻域的多軸隨機(jī)振動(dòng)疲勞壽命預(yù)測(cè)[D]. 黃義科.西南交通大學(xué) 2015
[6]高速鐵路高填方明洞雙層襯砌設(shè)計(jì)方法研究[D]. 徐湉源.西南交通大學(xué) 2015
[7]基于彈性層狀體系理論的重載鐵路軌下結(jié)構(gòu)豎向位移分析[D]. 張秉燦.河北工業(yè)大學(xué) 2015
[8]MW級(jí)風(fēng)電機(jī)組基礎(chǔ)環(huán)結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 黃強(qiáng).重慶大學(xué) 2014
[9]重載鐵路隧道基底結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)特性研究[D]. 扶曉康.中南大學(xué) 2014
[10]重載鐵路隧底結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)及疲勞壽命研究[D]. 晏偉光.中南大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3519895