高速鐵路路基凍脹變形引起的軌道結(jié)構(gòu)變形特性及其對(duì)行車的動(dòng)力影響研究.pdf

1、隨著嚴(yán)寒地區(qū)高速鐵路建設(shè)進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，路基凍脹變形成為寒區(qū)高速鐵路建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理中急需解決的重大工程問(wèn)題。路基凍脹變形一方面破壞鋼軌整體平順性，威脅行車安全、舒適性，另一方面會(huì)造成軌下結(jié)構(gòu)的傷損，影響軌道結(jié)構(gòu)的服役壽命。因此，開展路基凍脹變形條件下無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)幾何變形規(guī)律及其對(duì)高速行車動(dòng)力影響的研究具有重要的實(shí)際意義和工程應(yīng)用價(jià)值?；诖耍疚脑趯?duì)季節(jié)性凍土區(qū)高速鐵路路基凍脹變形現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試資料和相關(guān)文獻(xiàn)資料調(diào)研分析基礎(chǔ)上，開展了高速鐵

2、路路基凍脹變形引起的軌道幾何變形規(guī)律及其動(dòng)力影響研究，分析不同程度的路基凍脹變形對(duì)鋼軌幾何變形、層間接觸狀態(tài)以及高速行車動(dòng)力性能的影響規(guī)律，初步探討了高速鐵路路基凍脹變形控制限值問(wèn)題。具體開展的研究工作如下。
　　首先，基于季節(jié)性凍土區(qū)高速鐵路路基凍脹變形現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試資料和相關(guān)文獻(xiàn)資料，分析了高速鐵路凍脹區(qū)路基凍脹變形規(guī)律及軌面不平順隨時(shí)間的發(fā)展變化規(guī)律。結(jié)果表明，季節(jié)性凍土區(qū)路基凍脹變形具有普遍性和隨機(jī)性，凍脹變形量相對(duì)較小;由路基

3、不均勻凍脹變形引起的軌面不平順隨時(shí)間的發(fā)展歷程大致可分為凍脹初始波動(dòng)、快速發(fā)展、凍脹穩(wěn)定和快速回落四個(gè)階段，軌面不平順具有明顯的非線性、隨機(jī)性等特征。
　　其次，利用建立的路基凍脹變形傳遞模型，分析了不同程度的路基不均勻凍脹變形對(duì)鋼軌幾何變形和層間接觸等的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，路基發(fā)生不均勻凍脹變形時(shí)，上層軌道結(jié)構(gòu)在路基變形荷載和自重作用下發(fā)生上拱變形，變形曲線與路基凍脹變形曲線近似，峰值相當(dāng);當(dāng)路基凍脹變形波長(zhǎng)較短時(shí)，鋼軌幾何變形

4、波長(zhǎng)要大于凍脹變形波長(zhǎng);隨著凍脹變形波長(zhǎng)的增大，兩者變形逐漸趨于一致，層間接觸狀態(tài)得到改善;無(wú)砟軌道的結(jié)構(gòu)變形及層間接觸狀態(tài)受路基不均勻凍脹變形波長(zhǎng)和幅值的綜合影響。
　　最后，分析了路基不均勻凍脹變形對(duì)車軌系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性能的影響規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，初步探討了高速鐵路路基凍脹變形的控制限值。研究表明，路基凍脹變形會(huì)加大輪軌動(dòng)態(tài)相互作用，影響行車安全性和乘車舒適性，同時(shí)會(huì)引起較大的軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)位移;輪軌動(dòng)態(tài)相互作用受行車速度、路基凍脹變