【博士】高速鐵路加筋過渡段靜動力特性數值分析及試驗研究【2004】

內容簡介

　　學科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：中南大學　　學位年度： 2004年　　高速鐵路的發(fā)展必須以安全、可靠、舒適等為前提，這些均取決于構成鐵路系統(tǒng)各方面的高品質和高可靠性。車輛通過路橋(涵)過渡段，常常會發(fā)生“跳車”現象，大大降低了車輛運行的安全性和舒適度。而伴隨著我國高速鐵路的迅猛發(fā)展，路橋(涵)過渡段存在的問題比以前顯得更加突出?；趪鴥韧怅P于過渡段問題的研究現狀，在綜合分析的基礎上，結合鐵道部科技攻關課題的試驗和研究，開展了本文的研究工作。本文采用理論研究、現場試驗、數值分析相結合的研究方法，取得了如下主要研究成果和結論：　　(1)基于增量彈塑性理論，引入接觸面單元來模擬格柵縱橫肋與土的相互作用，建立了土工格柵加筋土的動彈塑性本構模型、以及動力計算模型?！　?2)根據車輛一軌道耦合動力學理論，以及無碴板式軌道動力學理論，采用有限元與無限元相結合的方法，建立起車輛一軌道過渡段耦合動力三維分析模型?！　?3)編制了開放功能良好的車輛．軌道．枕下結構動力有限元分析程序，并與彈性理論計算值、現場實測值進行比較，驗證了計算程序的可靠性和適用性。　　(4)基于“空間場”觀點，首次對列車靜載作用下的過渡毆軌道一路基結構的矢量場特征進行了研究，并取得了如下成果：　?、龠^渡段矢量場在線路縱向上、橫向上和深度方向上的分布規(guī)律；　?、谕凉じ駯偶咏顦蚺_臺尾過渡段后，對矢量場的分布具有很好的改善作用；　　③列車靜載作用下土工格柵加筋橋臺臺背的反力矢量場分布特征；　　④土工格柵的加筋、列車的靜軸重、基床表層的K30對枕下結構矢量場影響作用的敏感性分析特征。　　(5)基于“時空場”觀點，通過對路橋過渡段區(qū)域列車移動荷載作用下的車輛。軌道一路基的數值模擬仿真，對比分析了列車駛向、列車速度、橋臺臺尾的加筋、軌面的平順性及不平順波深等因素對車輛．軌道．路基系統(tǒng)動力性能的影響，并提出了過渡段車輛平穩(wěn)舒適性的動力學控制指標?！　?6)通過現場大量實測數據的時頻分析，以及過渡段路基面動響應特征的分析研究，提出了高速鐵路過渡段路基面同樣存在“臨界速度”的新概念；首次提出并推導了預測過渡段路基面動響應變化趨勢的列車軸重變化系數公式；提出了“超高”填筑路基以減小過渡段沉降差和動響應的設計思想?！　?7)通過對三個試驗工點沉降觀測數據的分析研究，得到了過渡段路基在線路橫斷面和線路縱斷面上特有的沉降曲線規(guī)律?！　?8)通過對鐵路路橋過渡段設計和技術處理措施規(guī)范的分析，專門研究了級配碎石(砂礫)結構和A、B類土加土工格柵結構的填筑工藝流程。　　

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