高速鐵路有砟道床大型養(yǎng)路機械作業(yè)機理及工藝研究.pdf

1、在高速列車動荷載作用下，有砟軌道會產生道砟劣化、道床變形等病害，使軌道幾何形位發(fā)生改變，車輛運行平穩(wěn)性降低，甚至威脅行車安全。使用大型搗固車、動力穩(wěn)定車可以改善軌道的幾何形位和彈性，提高道床阻力和穩(wěn)定性，是保障高速鐵路有砟軌道高平順性、高穩(wěn)定性的必然選擇。然而，我國在大型養(yǎng)路機械搗固、動力穩(wěn)定作業(yè)對有砟道床力學特性的影響方面缺乏系統(tǒng)性的研究，無法科學地指導大機的施工。
　　本文在綜合分析國內外研究現(xiàn)狀的基礎上，利用離散元理論分析方

2、法，建立了大型養(yǎng)路機械搗固裝置、動力穩(wěn)定裝置-高速鐵路碎石道床耦合模型，從細觀角度研究了大型養(yǎng)路機械搗固作業(yè)、動力穩(wěn)定作業(yè)及列車荷載作用下有砟道床的力學特性演變，分析了不同搗固作業(yè)參數(shù)、動力穩(wěn)定作業(yè)參數(shù)對有砟道床力學特性的影響規(guī)律，提出了合理的大機搗固、動力穩(wěn)定作業(yè)參數(shù)，優(yōu)化了大型養(yǎng)路機械的作業(yè)工藝。本文的主要工作和成果如下:
　　(1)基于離散元法建立了大型養(yǎng)路機械搗固裝置-高速鐵路有砟道床、動力穩(wěn)定裝置-高速鐵路有砟道床和列車

3、荷載-高速鐵路有砟道床耦合模型。
　　基于離散單元軟件PFC3D自編程序，采用球顆粒簇模擬道砟，并利用球單元粘接的方法模擬真實形狀的搗固鎬;根據(jù)搗固裝置和動力穩(wěn)定裝置的作業(yè)機理，對搗固鎬和動力穩(wěn)定裝置的運動、振動特性進行了模擬;通過列車荷載作用下枕上壓力實測結果對列車荷載進行了模擬。
　　(2)研究了大型養(yǎng)路機械搗固作業(yè)對道床力學特性的影響，并系統(tǒng)地研究了不同大型養(yǎng)路機械搗固作業(yè)參數(shù)對道床力學特性的影響規(guī)律，提出了大機搗固作

4、業(yè)參數(shù)建議值。
　　從細觀角度研究了搗固作業(yè)過程中道砟的運動情況、道砟密實度的變化情況以及道砟之間接觸關系的改變情況;深入分析了搗入速度、振搗頻率、搗入深度、振搗幅值及夾持時間對搗固作業(yè)質量的影響規(guī)律，對大型搗固車作業(yè)參數(shù)進行了優(yōu)化。
　　(3)研究了大型養(yǎng)路機械動力穩(wěn)定作業(yè)對道床力學特性的影響，并系統(tǒng)地研究了大型養(yǎng)路機械動力穩(wěn)定作業(yè)參數(shù)對道床力學特性的影響規(guī)律，提出了合理的動力穩(wěn)定作業(yè)參數(shù)。
　　研究了動力穩(wěn)定作業(yè)對

5、道床沉降、道床內部壓應力、道床內部加速度的影響規(guī)律;對動力穩(wěn)定作業(yè)的垂直下壓力、水平振動荷載幅值、水平振動頻率對有砟道床力學特性的影響進行了深入研究，提出了大型動力穩(wěn)定車作業(yè)參數(shù)的建議值。
　　(4)研究了大型養(yǎng)路機械不同作業(yè)組合方式對道床力學特性的影響，優(yōu)化了大機作業(yè)工藝。
　　分別研究了大型養(yǎng)路機械搗固與動力穩(wěn)定作業(yè)，動力穩(wěn)定與列車碾壓作業(yè)不同組合方式對道床沉降、道床內部接觸狀態(tài)、道床內部振動加速度的影響規(guī)律，對大型養(yǎng)路