現代有軌電車埋入式軌道結構參數優(yōu)化研究.pdf

1、有軌電車經歷了興起—衰落—復興的階段。近年來，我國也掀起了建設現代有軌電車的熱潮。據統(tǒng)計，目前北京、上海、天津、廣東省市已經規(guī)劃了50多條現代有軌電車線路，規(guī)劃里程高達1300多公里，總投資將超過3000億元。然而現代有軌電車目前應用較多的埋入式結構在鋼軌型式、鋼軌固定方式、荷載形式、軌道結構受力、設計參數等方面與普速鐵路、地鐵等存在顯著不同，上述技術也是現代有軌電車埋入式軌道結構設計關鍵參數。尤其在現代有軌電車列車—埋入式軌道結構之間

2、動態(tài)相互作用及軌道結構參數優(yōu)化方面，國內缺乏較為系統(tǒng)完整的研究，因此有必要根據現代有軌電車列車以及埋入式軌道結構的特點，建立現代有軌電車—埋入式軌道靜力學以及動力學分析模型，對軌道結構參數進行理論分析并提出相關參數的優(yōu)化范圍，為建立我國現代有軌電車技術標準以及現代有軌電車埋入式軌道結構的設計、研究提供一定的指導。本文主要開展了以下幾方面的研究工作:
　　(1)論文歸納總結了國內外現代有軌電車發(fā)展及研究現狀以及埋入式軌道結構力學分析

3、方法的研究現狀，明確了現代有軌電車埋入式軌道結構參數研究的意義和研究方向。
　　(2)考慮到埋入式軌道結構不僅要承受列車荷載作用，更多的會承受來自道路交通荷載作用這一荷載特性，并根據埋入式軌道結構的特點建立了獨立路權地段以及混行交通地段埋入式軌道結構靜力計算模型。從靜力學的角度分別對獨立路權地段和混行交通地段無扣件系統(tǒng)的埋入式軌道結構進行參數優(yōu)化研究。通過靜力分析，初步確定了軌下支承垂向剛度、道床板下基礎面剛度優(yōu)化范圍，并建議軌腰

4、填充材料的彈性模量取10～15MPa之間。
　　(3)基于多剛體動力學理論建立了70％低地板現代有軌電車車輛動力學模型;考慮到埋入式軌道結構特點根據有限元分析方法，建立了埋入式軌道結構動力學模型，然后通過輪軌接觸理論將有軌電車車輛動力學模型和軌道結構動力學模型耦合建立了現代有軌電車—埋入式軌道剛柔耦合動力學模型，并根據既有文獻研究成果驗證和完善動力學模型。從動力學的角度對鋼軌型式、鋼軌固定方式進行分析，并針對無扣件系統(tǒng)的埋入式軌道

5、結構開展了軌道結構剛度及阻尼參數優(yōu)化研究。通過動力學分析并綜合靜力學相關研究結果，建議埋入式軌道結構鋼軌采用59R2槽型軌較優(yōu)，在直線上無扣件系統(tǒng)埋入式軌道結構性能要優(yōu)于有扣件系統(tǒng)埋入式軌道結構，對于小半徑曲線地段，是否設置扣件固定鋼軌需按照具體的線路條件對鋼軌和填充物的受力情況進行分析后綜合考慮;建議軌下垂向支承剛度取30～40kN/mm;軌下支承垂向阻尼不宜高于75kN·s/m;道床板下基礎面剛度取60～76MPa/m。半徑為30m