高速铁路双方孔板式轨道结构静力分析
单元板式无碴轨道结构垂向静力分析
［］ 谯 ３
恒 ， 清． 李俊 西安地铁二号 线施工 与环境保护及 其应对
７ 采用结 构外井 管降水 ， ） 加强管理 、 维护 ， 确保 降水井正 常运 转， 并设置备用 电源 ， 保证 降水不 停顿 。
措 施［］ 山西建筑 ，０ ８ ３ （ ） １２１ ３ Ｊ． ２ ０ ，４ ３ ：６ —６ ．
第３ ４卷 第 ３ ２期 ２００８年 １１月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣｒＵＲＥ
Ｖｏ ４Ｎｏ． ２ Ｌ３ ３
Ｎ ｖ ２０ ｏ． ０８
・２ ９ － ７
文章编号 ：０ ９６ ２ （０ ８ ３ ．２ ９０ １０ —８ ５ ２ ０ ）２０ ７ —３
关键词 ： 刚性， 板式轨道 ， 静力分析 ， 参数研 究 中圈分类号 ： １ ． Ｕ２ ３ ２ 文献标识码 ： Ａ
无碴轨道结构因其高平顺性 和少维修甚 至免维修 的优点 ， 在 静力分析 ， 并对其设 计参 数进 行理论 研究 ， 以便更 好地指 导结构
加速我 国高速铁路 的建设步伐 。 国外高速铁路上获得了广泛应用 ， 且其结构 形式众多 。作 为无 设计 与施工 ， 并 碴轨道结构 的一种 ， 日本 的板 式轨道 应用 历史 较长 ， 并且 也得 到 １ 建 立计算 模型 和计 算参 数
单 元 板 式 无碴 轨道 结构 垂 向静 力分 析
曹 利 王希云 贺鹏云
摘 要： 通过建 立刚性基础上的二重梁板 结构有限元模 型 ， 首先对 比研 究 了整体 单元板与框架单元板两种结构形式 的受 力状况 ， 进而就框 架单元板 从轨道刚度方面分析 了对轨道板 受力 的影 响， 出结论 以便更好地指导工程设计。 得
主要对策包括 以下几方面 ：
高速铁路板式无砟轨道的结构分析模型对比
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ：Ｔｏ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｔ ｈｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｈｅ ｔ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｂ ｅ ａ ｍ ｈｅ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｎ ｅ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｔ ｈｅ ｂｅ ａ ｍ—
ｔ ｕ ｒ ｌ ａ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｓ ｆ ｏ ｒ ｂ ａ ｌ ｌ ａ ｓ ｔ ｌ ｅ ｓ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｋｓ ｗｅ ｒ ｅ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈｅ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｈｅ ｔ ｓ ｅ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ｈｅ ｔ ｏ ｒ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ ｆ ｏ ｒ ｂ ａ ｌ ｌ ａ ｓ ｔ ｌ ｅ ｓ ｓ ｒａ ｔ ｃ ｋ． Ｔｈ ｅ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗｏ ｋ ｉ ｎ ｄｓ ｏ ｆ ｓ ｌ ａ ｂ ｂ ａ ｌ ｌ ａ ｓ ｔ ｌ ｅ ｓ ｓ ｒａ ｔ ｃ ｋ，ＣＲＴＳ
（ Ｃｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ ｒ ａ ｉ ｌ ｗａ ｙ ｒａ ｔ ｃ ｋ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ）１ Ｉ ｎｄ ａ ＣＲＴ Ｓ １ １ １ ，ｏ ｎ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｌ ｉ ｎ ｅ ｉ ｎ ｆ ｒ ａ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｃ ｌ— ａ
（ 东南大学交通学院 ， 南京 ２ １ ０ ０ ９ ６ ） （ 美国天主教大学土木工程系 ， 华 盛顿 ２ ０ ０ ６ ４ ）
摘 要 ：为 了对 比弹性地 基叠 合梁理论 、 弹性地 基 梁一 板 理论 和 梁一 体 有 限元 理论 在 分 析无 砟 轨道 结 构 受力 时的差别 ， 基 于这 ３种 无砟 轨道结 构力 学理论建 立 了无砟 轨道 结构分 析模 型 ， 分析 ２种
轨道结构力学分析
1、概述轨道结构力学分析，就是应用力学的基本原理，结合轮轨互相作用理论，用各种计算模型来分析轨道及其各部件在机车车辆荷载作用下产生的应力、变形及其他动力响应，对轨道结构的主要部件进行强度检算。
在提速、重载和高速列车运行的条件下，通过对轨道结构的力学分析、轨道结构的稳定性分析，行车的平稳性和安全性等进行评估等，确定路线允许的最高运行速度和轨道结构强度储备。
轨道结构力学分析主要目的为：1)确定机车车辆作用于轨道上的力，并了解这些力的形成及其相应的计算方法。
2)确定在一定的运行条件下，轨道结构的承载力。
轨道结构的承载能力包括以下三方面：1)强度计算。
在最大可能荷载条件下，轨道各部分应具有抗破坏的强度。
2)寿命计算。
在重复荷载作用下，轨道各部分的疲劳寿命。
3)残余变形计算。
在重复荷载作用下，轨道整体结构的几何形位破坏的速率，进而估算轨道的日常维修工作量。
2、轨道的结构形式和组成轨道结构由钢轨、轨枕、连接零件、道床、防爬器、轨距拉杆、道岔、道碴等所组成，不同的轨道部件，其功用和受力条件也不一样。
目前世界铁路基本上都采用工字形截面钢轨，只是单位长度重量有所不同。
轨枕主要有木枕，混凝土枕和钢枕，基本上都是横向轨枕。
道碴基本都用碎石。
1)钢轨。
我国铁路所使用的钢轨类型有43kg/m，45kg/m，50kg/m，60kg/m和75kg/m。
钢轨刚度大小直接影响到轨道总刚度的大小轨道总刚度越小，在列车动荷载作用下钢轨挠度就越大，对于低速列车来说，不影响行车的要求，但对于高速列车，则就会影响到列车的舒适度和列车速度的提高。
在本毕业设计中，我使用的是60kg/m型钢轨。
2)接头联结零件。
钢轨接头的联结零件由夹板、螺栓、螺母、弹簧垫圈组成。
接头夹板的作用是夹紧钢轨。
螺栓需要有一定的直径，螺栓直径愈大，紧固力愈强。
在普通的有缝路上，为防止螺栓松动，要加弹簧垫圈，在无缝线路伸缩区的钢轨接头加设高强度平垫圈。
3)扣件。
扣件是联结钢轨和轨枕的中间联结零件。
高速铁路框架型板式轨道动力学分析
究 ， 到 了满 意 的结果 ［ 。文献 ［ ］ 平 板 型 和框 得 ３ ］ ６对
１ 概 述
框架 型板 式轨 道作 为一 种非 预 应力 新 型无 砟轨 道 ， 其具 有 降 低 生产 成 本 、 善 施工 性 能 、 少 维 因 改 减 修量 、 有效 克 服温 度 变 化 引起 轨 道 板 翘 曲 变形 的影 响等 优 点而得 到 了广泛 的关 注 和应 用 。 日本最 早在
蔡成标 ， 徐 鹏
（ 南 交 通 大 学 牵 引 动 力 国 家 重点 实 验 室 ， 川 成 都 ６ ０ ３ ） 西 四 １０ １
摘要 ： 建立 了高速列 车一 框架型板式轨道 的动力学模型 。基 于弹 性薄板振动理论和加权余量法 ， 推导了框架 型轨道
板 关 于 振 型 坐 标 的常 微 分 方 程 。 比 分 析 了 运 行 速 度 为 ３ ０ ｍ／ 对 ０ ｈ的Ｃ ｋ ＲＨ２３ ０动 车组 作 用下 框架 型 和 平 板 型 板 式 —０ 轨 道 动 力 响应 ， 果 表 明 ： 种 轨 道 结 构 的 钢 轨 垂 向 位 移 、 轨 支 点 反 力 差 别 不 大 ， 架 型 板 式 轨 道 的 轨 道 板 垂 向 结 两 钢 框 位 移 、 Ａ 砂 浆 动 应 力 均 大 于 平 板 型 。分 析 了 Ｃ 砂 浆 弹 性 模 量 、 下 胶 垫 刚 度 对 框 架 型 板 式 轨 道 动 力 响 应 的 影 响 ， Ｃ Ａ 板 计 算 了框 架 型 轨 道 板 的动 应 力 分 布 ， 果 表 明 ： Ｃ 砂 浆 弹 性 模 量 的 增 大 ， 架 型 轨 道 板 垂 向 位 移 减 小 ， Ａ 砂 浆 结 随 Ａ 框 Ｃ 动 应 力 增 大 ， 钢 轨 垂 向 位 移 和 钢 轨 支 点 反 力 影 响 不 大 ； 设 板 下 胶 垫 可 以 有 效 降 低 Ｃ 砂 浆 动 应 力 ； 架 型 轨 道 对 增 Ａ 框 板 最 大 拉 应 力 小 于 混 凝 土抗 拉 强 度 标 准值 ， 保 证 强 度 。 可
高速铁路RPC板式轨道的设计理论与力学性能研究的开题报告
高速铁路RPC板式轨道的设计理论与力学性能研究的开题
报告
一、研究背景与意义
高速铁路是经济社会发展的重要标志和支撑，建设高速铁路不仅可以提高人民出行速度和舒适度，促进经济发展，降低物流成本和污染，而且还可以提高铁路运输的
安全性和运营效率等。
高速铁路RPC板式轨道是一种新型轨道技术，它具有很多优点，如构造简单、
安装方便、维护成本低、使用寿命长、能够适应高速运行等。
因此，RPC板式轨道在
高速铁路建设中应用越来越广泛，成为目前高速铁路建设中的主流技术。
但是，目前
国内对RPC板式轨道的设计理论和力学性能等方面的研究还比较少，需要深入研究和
探索。
二、研究内容
1. RPC板式轨道的基本原理和构造
2. RPC板式轨道的设计理论研究，包括板式轨道的结构参数、板式轨道与承重层之间的界面结构、轨道变形和应力分布等方面。
3. RPC板式轨道的力学性能研究，探究板式轨道受到不同荷载时的变形、破坏等情况，并进行模拟计算和实验研究。
三、研究方法
1. 文献调研法，对国内外RPC板式轨道的应用情况、设计理论和力学性能等方
面进行系统的调研和收集；
2. 数值模拟法，通过ANSYS等软件进行板式轨道的有限元模拟计算，得到轨道
的变形、应力和位移等参数；
3. 实验研究法，进行大型试验台试验，获取RPC板式轨道的位移和应力等参数，并与有限元模拟结果进行比较和分析。
四、预期成果
1. 完成RPC板式轨道的设计理论和力学性能研究，对RPC板式轨道的设计和施
工提供参考；
2. 掌握RPC板式轨道的有限元模拟计算和试验测试技术；
3. 发表高水平学术论文，提高学术研究水平。
高速铁路板式轨道动力特性研究
高速铁路板式轨道动力特性研究翟婉明,韩卫军,蔡成标,王其昌(西南交通大学列车与线路研究所,四川成都610031)摘要:板式轨道是现代高速铁路轨道的结构形式之一。
本文运用车辆-轨道耦合动力学理论,通过建立高速车辆与板式轨道相互作用的动力学模型,采用计算机仿真手段,研究了高速铁路板式轨道动力特性,并探讨了板式轨道CA砂浆垫层弹性与阻尼对系统轮轨动力性能的影响规律。
关键词:高速铁路;板式轨道;动力特性中图分类号:U213.242文献标识码:ADynamicPropertiesofHigh-SpeedRailwaySlabTracksZHAIWan-ming,HANWei-jun,CAICheng-biao,W ANGQi-chang(Train&TrackResearchInstitute,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China) Abstract:Theslabtrackisoneofthehigh-speedrailwaytrackstructures.Inthispaper,basedonthetheoryof vehicle-trackcouplingdynamics,avehicle/slabtrackinteractionmodelisdeveloped,andthedynamicpro per-tiesofslabtracksusedinhigh-speedrailwaysareinvestigated.Theeffectsoftheelasticityanddamping oftheCA-layerundertheslabonsystemdynamicsarealsoanalyzed.Keywords:high-speedrailways;slabtrack;dynamicproperty0引言无碴轨道以其稳定性好、耐久性强和少维修等特点在日本、德国、英国等得到较广泛应用,特别是在隧道内及高架桥上取得良好效果。
高速铁路板式无砟轨道主要参数分析
００ ６ ００ ６ ０ ０ ３ ０ ０ ２ ０ ０ ２ ． ５ ． ３ ． ６ ． ６ ． ６ ０ ０ ０ ｏ ０ １． －． ８ － ． ６ — ． ３ —．３ ０１ ３ ００ ０ ６ ００ ００ ４ ９ ０ ４ ０ １ ０ １ ．７ ０ ．４ ０ ００ ．１ ００ ．１ ０ ９ ．８ Ｏ
砂浆 层 厚 度 为 ００ ｍ。 ．５
－． ４ －． ５ － ． ８ － ． ４ －．１ ０ ３ － ０ ０ ｌ ００ ０ ２ ０ ０２ ０ ｌ ０ ００ ２ ．１ ０１ ． ０ ０ ０ ０ ０ ０ ０８ ．５ ０ ． ３ ０ ． １ ０
研园 Ｉ 界 究地 学
． ＿＿
Ｉ －
Ｅ＝ Ｉ ＝
同
速铁 路板 式 无砟 轨道 主 要参数 分 析
易 南福 徐 飞
摘
要： 随着我 国高速铁路 的兴建 ， 无砟 轨道 结构尤其是板式无砟轨道结构得到 了大量应用 。 国外 引进 的无砟 轨道技 术需要进行 消化 对
吸收再创新 时， 关键之 一 是要对此 种轨 道结构的静、 就 动力特性进行深入研究， 从而指导无砟轨道 的设计与施工 。无砟 轨道主要参数对 轨道结构 的静 、 动力特性影 响显著， 过木文计算分析得 出： 通 较宽和较厚 的轨 道板有利减小板式 轨道的受力与变 形； 较大的弹性模量有
一
ｏｏ ６ ｏ０ ６ ０ ３０ ０ ３ ６ ０ ３ ０ ．３ １ ． ９ ． ６ ． ６ ． ７ ３ ｏ ｏ ０ ．． ２ ０ ０４ ． ４ 一． １３ ８ －． ２６ ４ ０４ ． ４ －． １３ ５ －． ２５ ８ ０９ ． ４ －． １８ ２ －． ２４ ６ ０４ ．２ －．８ １ ４ －． ２８ ４ ０３ ＿ ９ －． １５ ４
轨道力学分析(高铁轨道构造与施工课件)
解：
道床刚度：
Db
Clb
2
1.0120 2.6 0.3 2
46.8 MN
m
钢轨支座刚度： 1 1 1 1 1
D D扣 Db 75 46.8
D 28.8 MN m
基础弹性模量： u D 28.8 48.0 MN m2
a 0.6
刚比系数：k 4
u 4EI
4
48.0 106 4 210109 3217108
2
4
6
0.25π，0
η(kx)
8
① 为kx的无量纲函数 ②随kx的增大， y、M、R的值
μ(kx) 均有不同程度减小
弯矩
③当kx≥5时，轮载的影响已非
位移，反力
常小，通常可忽略不计
y、M、R 随k 的变化
7
y(mm) 6
M(×104N.m) 5
R(×104N) 4
3
ymax
P0k 2u
P0 8EIk 3
钢轨 a
P 钢轨支点 弹性系数 a
点支承梁模型
P
连续支承梁模型
模型比较
点支承梁模型更接近 于实际结构物，但求 解相对繁琐，目前在 动力学分析及特殊问 题求解中应用较多
连续支承梁模型有 应用简单方便、直 观等特点，对工程 应用有较高的应用 价值
在实用的基础刚度范围内，点支承法计算钢轨 弯矩比连续支承法约大5~10%，而钢轨下沉约 小1~2%。两者计算结果均满足工程精度要求
（1）钢轨抗弯刚度EI
使钢轨产生单位曲率所需的力矩，量纲：力·长度2
M EIy ''
钢轨竖向受力及变形 EI 钢轨竖向抗弯刚度； E 钢轨钢弹性模量，E 2. 058×105 MPa； I 钢轨截面对水平轴惯性矩。
高速铁路隧道结构整体稳定性分析
高速铁路隧道结构整体稳定性分析随着高速铁路的不断发展，铁路隧道的建设也日益增多。
而隧道结构的稳定性是隧道工程设计中一个重要的考虑因素。
本文将对高速铁路隧道结构的整体稳定性进行分析。
1. 高速铁路隧道结构高速铁路隧道结构是一个复杂的工程体系，由洞身、顶板、侧墙和底板组成。
其设计要素包括间距、洞径、洞距等。
隧道结构还包括了支护结构，如钢拱、钻石型架空和锚杆。
2. 隧道结构整体稳定性分析方法为评估高速铁路隧道结构的整体稳定性，可以采用以下两种方法：2.1 基于连续介质力学的分析连续介质力学是一种常用的工程力学方法，可以描述隧道结构在地下环境中的应力、应变和变形特性。
通过建立隧道结构的弹性模型，可以求解结构的位移和应力，以评估整体稳定性。
2.2 数值模拟分析数值模拟分析是一种计算机仿真方法，通过将隧道结构划分为有限的单元，采用有限元方法建立数学模型，模拟结构受力和变形情况。
通过对模型进行加载和求解，可以得到结构的应力、位移和变形等参数，进而分析隧道结构的整体稳定性。
3. 影响隧道结构整体稳定性的因素隧道结构的整体稳定性受到多种因素的影响，包括地下水位、地下水压力、岩层条件、地震等。
下面将分别介绍这些因素对于隧道结构整体稳定性的影响：3.1 地下水位地下水位的上升会增加隧道周围的渗流压力，导致结构的背压增加。
如果隧道结构的排水不良，地下水位的上升可能导致结构的稳定性问题，甚至引起结构的破坏。
3.2 地下水压力地下水压力的大小及分布情况对隧道结构的稳定性有重要影响。
当地下水压力较大时，可能会导致隧道结构的应力状态失稳，产生渗流和涌水等问题。
3.3 岩层条件不同的岩层条件对于隧道结构的整体稳定性有很大的影响。
例如，软弱的岩层容易引起隧道结构的变形和沉降，从而降低结构的整体稳定性。
3.4 地震地震是影响隧道结构整体稳定性的另一个重要因素。
强烈的地面振动可能导致隧道结构的损坏或倒塌，因此在设计隧道结构时需要考虑地震力的作用。
高速列车受力分析及结构优化研究
高速列车受力分析及结构优化研究随着科学技术的飞速发展，铁路交通的高速化已经成为人们宜居城市建设的重要标志之一。
高速铁路列车作为高速铁路交通的主体，其运行安全和运行速度是最重要的两个问题。
而高速列车的运行速度，与其受力分析和结构优化密不可分。
本文将对高速列车受力分析及结构优化研究进行探讨。
一、高速列车受力分析高速列车的受力分析必须从列车运动状态、运行速度等因素入手。
高速列车的运动状态包括横向加速度、横向倾斜角度等。
横向加速度是一个重要的参数，它可以衡量列车侧向平稳度，影响旅客乘坐的舒适度。
而横向倾斜角度的调整，可以改变列车在高速行驶时的侧向力分布，从而减小列车横向振动和轨道偏差对列车的横向影响。
对于高速列车的受力分析，还需要考虑到列车运行速度。
相对于低速列车的运行，高速列车需要更高的强度需求。
高速列车的动力、制动、曲线通过等操作都比低速列车更加复杂。
因此，高速列车的车体强度需要有所提高，以保证列车的安全性能。
在高速列车的受力分析中，列车组成部分的材料和结构的性能也非常重要。
列车在行驶过程中，常常经受轨道热膨胀、乘客取笑、弯道过载等多种因素的考验，因此列车的结构要达到较高的强度和稳定性。
二、高速列车结构优化研究高速列车结构优化研究的主要目的是减轻车身重量和提高列车使用寿命。
减轻车身重量可以降低动力系统的能耗，提高列车使用寿命可以减少列车在运行过程中的各种故障发生率。
在高速列车结构优化研究中，常考虑的问题包括材料的使用、结构设计的优化和构造方式的选择等。
对于材料的使用，常常采用轻质钢材和铝合金材料。
这些材料有很高的强度和硬度，同时密度比较小。
在应力分布的分析上，优化设计通常会采用计算机辅助设计和模拟分析技术，从而最大限度地减少车身的质量，并且保证列车的各项力学指标的稳定性和耐久性。
在高速列车的结构设计中，通常会考虑优化车身的空气动力学性能，以控制列车的空气阻力，减少能耗，提高列车的运行效率。
最常见的设计措施包括在车体表面采用流线型设计，增加车体区段弯度和降低车头空气阻力。
高速列车轨道结构的优化设计与可靠性分析
高速列车轨道结构的优化设计与可靠性分析一、引言随着社会经济的快速发展和人们出行需求的增加，高速列车作为一种快捷、高效、安全的交通工具被广泛应用。
高速列车轨道结构作为支撑列车平稳运行的重要组成部分，其设计和可靠性分析显得尤为重要。
本文将从优化设计和可靠性分析的角度探讨高速列车轨道结构的相关问题。
二、高速列车轨道结构的优化设计1. 高速列车轨道结构的设计原则高速列车轨道结构的设计需要考虑以下因素：（1）行车安全性：设计时需考虑列车在高速运行中的稳定性和可控性，避免发生意外事故。
（2）列车舒适性：轨道结构应能减小列车运行时的振动和噪音，提供良好的乘车体验。
（3）承载能力：轨道结构应能承受列车的荷载和动力，具备足够的强度和刚度。
（4）施工便捷性：轨道结构的施工应尽可能简化、方便，并保证施工质量。
2. 高速列车轨道结构的材料选择钢材是高速列车轨道结构的常用材料，主要应用于轨道、横梁、支撑架等部位。
钢材具有良好的强度和耐久性，能够满足列车运行时的要求。
此外，轨道结构的设备和材料还需满足防腐、抗疲劳、耐久性等性能要求，以提高轨道结构的寿命和可靠性。
3. 高速列车轨道结构的布置设计高速列车轨道结构的布置设计主要包括板式布置、梁式布置和桁架式布置等。
板式布置适用于弯曲较小的轨道，梁式布置适用于大跨度的轨道，桁架式布置适用于特殊地形的轨道。
在布置设计中，需要考虑地质条件、水文条件、地形地貌和土壤条件等因素，并进行合理组合，以满足高速列车运行的需求。
三、高速列车轨道结构的可靠性分析1. 可靠性评估方法高速列车轨道结构的可靠性评估方法多种多样，常用的有失效模式和影响分析法、费用效益分析法和可靠性工程法等。
失效模式和影响分析法通过对轨道结构的失效模式进行分析，并分析各种影响因素对轨道结构可靠性的影响。
费用效益分析法则通过评估轨道结构的维修和维护成本与可靠性带来的效益之间的关系，来评估轨道结构的可靠性。
可靠性工程法是一种系统化的方法，通过分析轨道结构的设计参数、材料性能、工艺过程等因素，并结合实际条件，评估轨道结构的可靠性。
高铁典型施工工况下静力荷载强化处理研究
高铁典型施工工况下静力荷载强化处理研究高速铁路是目前国内交通建设的重点项目之一，其建设规模和施工难度非常大。
在高速铁路的施工过程中，土体的排水和加固工程是十分重要的环节之一，因为高铁的线路需要经过各种地形地貌，土体的性质和特点也会因此而有所不同，这就需要各种不同的施工方案和技术，其中静力荷载强化处理技术是一种比较常用且有效的方案。
静力荷载强化处理是一种基于土结构力学和材料力学理论的施工技术。
其原理是在强力沉桩机、振动沉桩机等机械的作用下，通过施加大的静力荷载引起土体的塑性流动，形成外力和土体内力的平衡状态，进而使土体发生塑性变形并结合加固材料增强土体结构。
静力荷载强化处理技术具有施工简单、效果显著、施工过程可控等优点，因此逐渐成为了高速铁路土体加固中的重要手段之一。
针对高速铁路施工中的典型工况，可以采用不同的静力荷载强化处理方案。
下面，我们分别介绍一下几种常见的方案和其施工方法。
方案一：桩板结合加固方案桩板结合加固方案是一种比较成熟的技术，其特点是在沉桩、钢筋混凝土板等多种加固手段的基础之上，形成强有效的三维网状结构，增强土体的横向抗拉、抗剪强度。
采用这种方案时，一般可以采用振动沉桩机或大型液压沉桩机进行现场施工，辅以大型吊车等起重设备完成钢筋混凝土板的安装。
此外，如果地质条件稍差，土体层次结构比较复杂，可以在施工前先进行几次地质勘探和钻探，以确定最佳的施工方案和加固手段。
方案二：悬挂法加固方案悬挂法加固方案是另一种常见的高速铁路土体加固方案。
其特点是在铁路桥梁、隧道等各种需要悬挂固定的场合采用纤维绳吊挂方法，将钢丝绳穿过固定件，使其在桥梁、隧道外壳与土壤体之间悬挂成网状结构，以增强土壤体的强度和稳定性。
悬挂法加固方案的施工过程相对简单，主要采用大型吊车、地锚等设备进行施工。
方案三：横向加固方案横向加固方案是针对高速铁路桥梁和隧道中土体的横向稳定性而采取的加固方案。
其施工过程主要包括钢筋混凝土护壁的安装和砂桩加固等工程，通过钢筋混凝土护壁和砂桩的结合，形成一个具有强有效结构的整体，提高土体的横向稳定性。
高速铁路轨道动静态几何状态变化分析
高速铁路轨道动静态几何状态变化分析摘要：如今随着经济的迅速发展，对于高速铁路也起着推动以及促进作用。
铁路轨道是直接支撑高速列车平稳运行的重要基础设备,其合理的外形尺寸与平顺的几何线形是保障列车安全运行的重要前提.尤其在铁路投入运营后,轨道表面长期承受轮轴动力反复作用,以及路基或地面可能产生区域性沉降引发轨道累积变形,需定期检测轨道几何状态是否已经变形，是否需要修整。
对于铁轨的保护也能够很好的保护乘客的人身安全，让乘客安全乘坐。
关键词：高速铁路轨道动静几何状态变化分析引言：高速铁路轨道动静态几何状态变化规律,轨道不平顺谱变化特点,以及路基,隧道,桥梁和过渡段等轨道特征区段不平顺变化规律这些对高速铁路轨道动静几何状态变化分析有着良好的借鉴作用，;对比分析轨道特征区段轨道不平顺波形,提出对高速铁路线路的调节器,适时对几何状态变化大的铁轨进行调整，这不仅是对乘客负责，也是能够反映出我国的高速铁路铁轨技术的纯熟和高超。
一.高速铁路轨道动静态几何状态变化分析的意义如今随着经济的快速发展，人们生活水平也随之提高。
经济的发展快速，自然也推动了高速铁路的发展。
高速铁路轨道动静态几何状态变化分析首先能够推动我国高速铁路轨道事业的进一步发展。
经济的发展，连带着许多产业也出现了新的发展机遇，那么对高速铁路轨道的重视，也能够促进的人们的思考，从而为轨道的维修出谋划策，这样也还能够推动轨道维修技术得进步与发展完善。
所以高速铁路轨道动静态几何状态的分析是可以不断的推动铁路技术的进步，从而来推动轨道事业的快速发展。
随着高速铁路轨道技术的不断进步与发展，那么对于轨道动静态几何状态的分析还可以更好的保护高速列车以及人员与乘客的安全，提高安全性。
高速铁路技术的不断进步，也就方便了人们的日常生活，便利的交通，也方便了人们的出行，也能够推动旅游事业的发展。
那么人员多了，人员的安全就必须有保障。
那么对于轨道动静态几何状态变化的分析可以很好的时时关注着轨道的变化，那么在危险来临时，有足够充分的时间来反应，来思考对策及解决措施，是可以在一定程度上减少人员伤亡，也能够挽回一些损失。
板式轨道结构分析计算的两种方法
t hrough two met hods have few discrepancies , and each of t hem can satisfy t he demands of engineering. Key words slab track ,structure compute , met hod of composite beam , finite element met hod First2author’ s address The 3rd Railway Survey & Design In2 stitute , 300142 , Tianjin , China
理 。通过对比分析 ,发现两种方法所得计算结果相差不大 , 均可满足工程要求 。 关键词 板式轨道 , 结构计算 , 叠合梁法 , 有限元法 中图分类号 U 213. 2 + 12 ; U 213. 2 + 42
Two Analytical Methods of Slab Track Structures Liu Yuxiang , Chen Xiufang Abstract The slab ballastless track is a new kind of track structure , widely applied in high2speed railway and t he special line for passenger transport . However , t he calculational t heory of ballastless track structure is not fully built presently , and can’ t meet t he needs of ballastless track application in high2 speed railway and t he special line for passenger transport . The vertical displacement and internal force of slab track structures under t he loads are calculated by composite beam met hod and fi2 nite element met hod respectively in t his paper , and t he results are obtained by MA TLAB programs , which measured up to t he basic principle of ballastless track structure. According to a con2 trast and analysis , t he aut hors find t hat t he results obtained
分析轨道结构的受力情况,搞好线路维修
分析轨道结构的受力情况,搞好线路维修摘要本文将轨道结构视为连续的大工程结构，分析其受到的外力，研究其破坏形式。
对既有线路提出了线路维修工作的基本任务和要求。
关键词轨道结构；轮重；竖向力；横向力；纵向力；轨道变形；脱轨；轮轴比随着国民经济的飞速发展，在铁路建设的力度相应加大的同时，也提高了机车车辆轴重和列车速度，增加了运输密度和列车载重以及采用多机牵引制式。
这样，对于既有线路而言，运输条件完全改变，对铁路工务的轨道维修提出了新的要求。
轨道结构是一个连续的大工程结构，它的特点是边运营、边破坏、边维修。
而轨道的破坏又是有规律的，只有认识和掌握这些规律，才能有的防失，采取有效措施，对病害进行有针对性的整治和处理。
1分析作用于轨道上的力列车作用于轨道上的力有三种：一是车辆重量传来的竖向力；二是横向力；三是纵向力。
1）轮重：垂直钢轨面的正压力，它由五方面组成。
①静止时的轮重。
②车辆运动时摇杆推力的垂直分力；起动时较大，可达静止轮重的50%。
③列车经过曲线时未被平衡掉的离心力产生的垂直分力；在高速运动时较大（日本将它定为不大于静止轮重15%）。
④由机车车轮运动时产生的摇摆惯性力分解的垂直分力，可达轮重的20%（轨道方向不良，惯性力就越大）。
⑤由于钢轨面或车轮踏面的伤损及轨道不平顺而产生的机车簧下部分惯性垂直力，可达轮重的40-60%。
2）横向水平力，由三方面产生。
①机车车轮通过曲线时，转向架上车轮因滑行而产生的摩擦力的横向水平分力。
②列车通过曲线时未被平衡掉离心力产生的横向水平力。
③机车车轮摇摆时进行蛇行运动，而产生的横向分力。
此三种力总和一般不会大于轮重的50%。
3）纵向力，它由四方面组成。
①轨温变化时引起的纵向力。
在纵向力中它最大。
轨温力Pt=2E△tF其中2：钢轨线膨胀系数；E：钢轨钢弹性衡量；F：钢轨断面面积；△t：轨温变化（升、降）系数。
②在坡道区段机车运行时产生的纵向力。
它与轨温力叠加，是大坡道钢轨产生爬行的主要原因。
高速列车轨道结构动力学分析
高速列车轨道结构动力学分析近年来，高速列车已成为人们出行首选的交通工具之一，不仅能够极大地提高出行效率，还能够节约出行成本。
高速列车经常以极高的速度在铁路上行驶，因此它的轨道结构十分重要。
轨道的稳定性和安全性是影响高速列车出行的关键因素之一。
本文将探讨高速列车轨道结构的动力学分析。
1. 轨道结构简介高速列车轨道结构主要包括轨道、桥梁和隧道等构筑物。
轨道包括轨道道床和轨枕，轨道道床是轨道的基础，必须保证其坚实平稳。
轨道道床下方有排水层和土工材料层保证轨道的排水和增强稳定性。
轨枕是轨道道床上的支撑部分，轨枕必须保证其足够强度和耐用性，能够承受列车通过时的压力。
桥梁和隧道是高速列车行驶过程中比较重要的部分，其必须保证其结构强度和抗风压能力，以确保高速列车安全运行。
2. 动力学分析高速列车的高速行驶对轨道结构的动力学负荷呈现出特殊的要求。
为了能够确保高速列车的平稳行驶，必须对轨道结构进行动力学分析。
动力学分析可以通过对轨道结构施加负荷，以获取轨道及其支撑结构的响应。
轨道结构的动力学分析可以分为两个方面：一是考虑列车的运动状态，二是考虑轨道结构自身的响应。
（1）考虑列车的运动状态考虑列车的运动状态，可以通过列车的动力学模型进行描述。
列车的动力学模型包括列车质量、牵引力、空气阻力等因素。
在动力学分析中，可以采用MATLAB/SIMULINK等软件对列车的动力学模型进行建模。
通过动力学模型可以得到列车的空气阻力、惯性力、弯曲力、剪切力等作用于轨道上的力。
然后根据这些作用力，对轨道结构进行动力学分析。
分析的过程主要是利用有限元方法和计算力学方法，求解轨道结构的响应。
（2）考虑轨道结构自身的响应由于高速列车的运动状态是随着时间不断变化的，因此轨道结构必须能够在不同的时间段内承受不同的力，以确保高速列车安全运行。
轨道结构自身的响应包括轨道的挠曲、平移和转动等，并且受到轨枕、断面等因素的影响。
在动力学分析中，常采用有限元方法将轨道结构建模。
高速铁路板式轨道结构力学分析的开题报告
高速铁路板式轨道结构力学分析的开题报告一、选题背景铁路是国家基础设施建设的重要组成部分，其中高速铁路作为现代化快速交通工具，其建设对于我国经济社会的发展和国家安全意义重大。
然而，在高速铁路建设中，铁路轨道所面临的力学问题一直是一个瓶颈。
因此，对高速铁路的板式轨道结构进行力学分析，对于提高铁路技术的水平，优化铁路建设具有重要的实际意义。
二、研究目的本研究旨在分析高速铁路板式轨道结构的受力情况，研究其力学性能，并针对其在使用中可能出现的问题进行探究和优化。
三、研究内容1、高速铁路板式轨道结构的构成与特点2、高速铁路板式轨道结构的受力分析3、高速铁路板式轨道结构中可能出现的问题及优化措施4、利用有限元软件对高速铁路板式轨道结构进行模拟和仿真四、研究方法1、文献调研法：通过查阅相关文献资料，了解板式轨道结构的构成、特点、受力特点以及优化方案等方面的研究现状，为后续研究提供基础。
2、数学模型法：采用数学建模方法，建立高速铁路板式轨道结构的受力模型，通过数学运算及微积分、力学等相关知识，分析结构受力情况。
3、有限元分析法：利用有限元软件，对高速铁路板式轨道结构进行模拟和仿真，在模拟过程中记录并分析其受力情况。
五、预期成果通过以上研究内容和研究方法，预计可得以下成果：1、深入了解高速铁路板式轨道结构的构成、特点、受力特点以及优化方案等方面的研究现状。
2、建立高速铁路板式轨道结构的受力模型，分析板式轨道结构受力情况。
3、在有限元软件平台上，对高速铁路板式轨道结构进行模拟和仿真，进一步验证研究结论的正确性和可靠性。
4、总结高速铁路板式轨道结构的受力规律，提出优化建议和措施，为高速铁路的建设提供参考。
六、时间安排本研究预计在一年的时间内完成，时间安排如下：1、前期调研与分析（1个月）2、建立数学模型，并进行计算（5个月）3、利用有限元软件对板式轨道结构进行模拟和仿真（3个月）4、撰写论文（3个月）七、参考文献1. 铁道部. 铁道工程外场标准. 北京: 铁道出版社, 2012.2. 朱燕民. 高速铁路板式轨道结构分析及优化设计研究[D]. 合肥: 安徽交通职业技术学院, 2018.3. 张贤武, 徐雁鸣. 高速铁路板式轨道结构的结构分析与设计优化[J]. 钢结构, 2016, 31(1): 96-101.4. 王俊俊, 王秉峰, 邢志刚等. 高速铁路板式轨道结构受力特征研究[J]. 铁道建筑, 2014, 11(4): 60-63.。
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收稿日期:2009-06-30基金项目:国家自然科学基金项目(50848015)作者简介:徐彩彩(1986-),女,山西长治人。
硕士研究生,主要从事无砟轨道方面的研究。
E-m ai:l xucai cai 0355@163.co m 。
高速铁路双方孔板式轨道结构静力分析徐彩彩1,刘志雄2,赵坪锐1(11西南交通大学土木工程学院,成都 610031;21石家庄铁道学院,石家庄 050043)摘 要:采用有限单元法,研究了双方孔板式无砟轨道结构的静力学特性。
双方孔板式轨道作为一种新型的板式轨道结构,在纵向荷载、横向荷载和温度荷载作用下,随着轨道板长度的变化,各部件应力、变形值基本呈线性变化,但量值均较小,结构的力学性能优于日本板式无砟轨道。
关键词:高速铁路;双方孔板式轨道;不同板长;有限单元法;静力分析中图分类号:U 21312+42 文献标志码:A文章编号:1003-8825(2010)04-0039-020 引言高速铁路板式轨道具有良好的稳定性、刚度均匀性、平顺性及耐久性,并可显著减少线路的维修工作量。
其结构形式,主要有日本板式无砟轨道和德国博格板式无砟轨道。
双方孔板式无砟轨道的设计最早源于日本,其轨道板中间设双孔,两凸台分别位于轨道板的双孔中,形状与轨道板内框相吻合,凸台与轨道板间填充砂浆,轨道结构平面如图1。
针对我国大力发展高速铁路无砟轨道的现状,研究分析双方孔板式轨道结构在纵、横向荷载及温度荷载作用下的力学性能,并探究不同板长下力学参数变化规律,以便更好地指导结构设计,提高高速铁路的建设质量。
1 计算模型[1,2]采用有限单元法,取一块轨道板建立计算模型,轨道板、凸型挡台、轨道板底部CA 砂浆以及凸台周围填充的砂浆,均用实体单元模拟。
在轨道板与凸台周围砂浆、轨道板与底部砂浆以及凸台与周围砂浆之间,均通过接触单元相联系。
2 基本设计参数轨道板长度分别取3685,4933,5750,6410,6440mm 五种情况进行分析。
主要设计参数如表1。
表1 主要设计参数部件项目数值凸台凸台周围砂浆底部砂浆轨道板长度/mm 90010宽度/mm 64010高度/mm25010密度/(kg #m -3)250010泊松比012弹性模量/M Pa 3250010厚度/mm4010弹性模量/M Pa20010厚度/mm 5010宽度/MPa 240010高度/mm19010弹性模量/M Pa3650010泊松比012密度/(kg #m -3)2500103 计算结果及受力分析[3,4]311 纵向荷载下纵向力施加于各扣件节点,轨道板内同时出现拉力和压力,设计时应考虑拉力在最不利情况下会出现仅一凸台受力的情况。
轨道板、凸台及填充层的受力计算结果如表2。
表2 双方孔轨道板纵向荷载作用结果轨道板型号轨道板纵向位移/mm 轨道板拉应力/M Pa 凸台周围砂浆层拉应力/M Pa 底部砂浆层拉应力/M Pa 凸台拉应力/M Pa P36850102340104001110109501090P49330102500116201120110501100P57500102810125201140111001112P64100102840131001120112001120P64400102910135001130111001125由表2及图2可知,在纵向荷载作用下,双方孔轨道板填充层应力、凸台应力、轨道板位移及拉应力均随板长的增加而增大,但填充层应力和轨道板纵向#39#徐彩彩,等:高速铁路双方孔板式轨道结构静力分析位移增加幅度很小。
而日本板式轨道结构中,轨道板不会产生拉应力。
但双方孔轨道板产生的拉应力最大值仅0135M Pa ,在混凝土抗拉强度设计值2104M Pa 范围内或可通过配置钢筋予以加强。
312 横向荷载下当横向力作用于轨道板时,轨道板将产生横移和转角,特别是当横向力作用于轨道板端时,取其横向力Q =80kN ,考虑扣件的横向刚度,可认为作用于板端第一位扣件上的最大横向力为014Q ,作用于相邻两扣件上的横向力分别为012Q 和011Q 。
在横向荷载下,填充层应力和凸台应力值见表3,其相应的应力变形如图3。
比较分析可知,随着轨表3 双方孔轨道板横向荷载作用结果轨道板型号轨道板板端位移/mm转角/(rad #1000-1)填充层应力/M Pa 凸台应力/M Pa P3685010210100710101801026P4933010230100600101401021P5750010240100450101101014P6410010260100400101001011P6440010270100410101001025道板长度的增加,板端位移随之增大,而板端转角则减小。
板长6440mm 时轨道板位移仅为01027mm,板长为3685mm 时板端转角仅为010071,满足横向位移2mm 和转角1/1000允许限值。
另外,随轨道板长度的增加,填充层应力和凸台应力随轨道板加长而减小。
在板长稍大时,填充层应力、轨道板转角和板端位移都较小。
因此,抵抗横向力作用,双方孔板式轨道结构优于日本板式无砟轨道结构。
313 温度荷载下轨道板与底座间存在温差时,轨道板伸缩变形将受到凸台限制,从而产生温度应力。
对于双孔轨道板,由于凸台位于轨道板内部,当轨道板温度高于底座板时,轨道板的膨胀受到限制,将在轨道板内产生压力,对轨道板受力有利,而当轨道板温度低于底座板时,轨道板的收缩同样将受到凸台限制而产生拉力。
由于温度压力对轨道板受力有利,此处仅讨论轨道板内产生温度拉力的情况。
取轨道板与底座间的温差为10e ,将温度荷载均匀施加于轨道板上。
当轨道板与底座间存在10e 温差时,轨道板内产生的温度力为F x =(k x A t L x $T )/2(1)式中 k x 为凸台周围材料弹性系数;A t 为混凝土线膨胀系数;L x 为轨道板伸缩变形受限长度,$T 为轨道板与底座间温差。
在温度荷载作用下,双方孔板式轨道各部件受力情况见表4,其相应的应力变形如图4。
表4 双方孔轨道板温度荷载作用结果轨道板类型轨道板应力/M Pa 凸台应力/M Pa 填充层应力/M Pa P36850188010670105P49330193011250106P57500196011360109P64100198011570113P64401130011680113在温度荷载作用下,轨道板、凸台及填充层的应力均随轨道板长度的增加而变大,这是由于轨道板长度越长,在荷载作用下其受限制的伸缩位移越大。
但总的来说,量值都较小,对结构受力影响不大。
由式(1)知,轨道板温度力与凸台周围材料弹性模量成正比,因此,可通过在凸台周围设置弹性模量较小的填充层材料,以减小轨道板受力。
4 结语(1)在纵向荷载作用下,随着轨道板长度的增加,双方孔轨道板的纵向位移和轨道板拉应力随之增加,但量值均在允许范围内。
由于在轨道板内会出现拉应力,因此应对轨道板合理配筋,防止破坏现象发生。
(2)在横向荷载作用下,轨道各部件应力、位移值均很小,力学性能明显优于日本板式无砟轨道。
(3)在温度荷载作用下,轨道板内会产生拉应力,且随板长的增加,轨道结构受力会变大,但凸台和填充层的量值很小,影响不大。
为减小温度力对轨道板和充填层应力的影响,设计时可在凸台外侧设置弹性模量较低的充填材料。
参考文献:[1]赵国堂.高速铁路无碴轨道结构[M ].北京:中国铁道出版社,2006.[2]王其昌.板式轨道设计与施工[M ].成都:西南交通大学出版社,2002.[3]陈希成.高速铁路板式轨道结构力学分析[D ].成都:西南交通大学硕士学位论文,2008.[4]刘成轩,翟婉明.轨道板强度问题的有限元分析初探[J].铁道工程学报,2001,69(1):24-26.#40#路基工程Subgrade Eng i neeri ng2010年第4期(总第151期)Analysis on Static Stress of Double -pore Slab Track Structure of H igh -s peed Rail w ayXU Ca-i cai 1,L I U Zh -i xiong 2,ZHAO P i n g -ru i 1(1.Sc hool of C i vil Engi neeri ng ,South w est Jiaotong Un i versity ,C he ngdu 610031,Ch i na ;2.Sh ijiazhua ng R ail w a y Instit u te ,Sh iji azhuang 050043,C hina)Abstract :Static characteristic of double -pore slab ballastless track is studied w ith fi n ite ele m ent method .Fordoub le -pore slab track ,as a ne w type track structure ,each co mponen t stress and defor mation val u e basically assu m e li n ear change w ith the changes of track slab length under the effect of longitud i n al load ,lateral load and te mperature load ,but both quan tity and value are s m aller ,and str uctural m echan ics perfor mance is superior than that of Japanese slab ballastless track .K ey words :h i g h -speed rail w ay ;double -pore slab track ;d ifferen t slab length ;finite ele ment method ;staticstress analysis收稿日期:2009-05-18基金项目:四川省交通厅交通建设科技项目(2006A24-57)作者简介:王红侠(1965-),男,四川成都人。
工程师,主要从事道路桥梁技术管理工作。
E-m ai:l huang0649@1631co m 。
喇嘛溪沟溯源侵蚀机理研究王红侠1,廖文江1,黄水亮2(11四川雅西高速公路有限责任公司,成都 610041;21西南交通大学土木工程学院,成都 610031)摘 要:喇嘛溪沟既有沟谷发展演化的一般规律,同时也具其特殊性。