轨道不平顺对无缝线路稳定性影响分析

发布时间：2023-05-10 21:46

　　无缝线路以其行车平稳、养护维修工作量小等特点成为轨道结构发展的必然要求。但无缝线路长钢轨内积聚较大的温度力,在曲线或轨道初始不平顺地段有产生胀轨跑道的危险。目前在无缝线路稳定性的研究方面,对于轨道不平顺在温度力作用下的发展规律研究尚不够深入。为此,论文构建路基段有砟轨道无缝线路三维框架模型,利用非线性有限元原理,完成无缝线路稳定性与轨道不平顺关系的数值计算。主要完成以下工作:(1)构建一体化的无缝线路三维空间轨道框架模型用具有十二个自由度的非线性梁单元代表钢轨;采用双结点弹簧单元来模拟连接钢轨与轨枕的扣件;将轨枕视为支撑在弹性基础上的线性梁单元,其单元刚度矩阵和普通的梁单元线性刚度矩阵一致;用边界约束弹簧代替道床的纵向、横向、竖向和扭转阻力。(2)轨道不平顺对稳定性的影响分析编制无缝线路稳定性有限元计算程序,分析钢轨升温不同幅度,内外轨升温不同时,无缝线路的横向位移变化规律。对轨道横向不平顺、竖向不平顺、复合不平顺中几种不同工况下的不平顺形态进行模拟,采用不同的轨温变化幅度,分析轨道几何不平顺状态下,温度力对无缝线路的变形影响,并给出不同工况下升温时钢轨的横向位移曲线。可以发现,当出现...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 本课题的研究背景及意义
    1.2 无缝线路研究现状
        1.2.1 桥上无缝线路作用力研究
        1.2.2 路基地段无缝线路稳定性研究
    1.3 存在的问题及本文主要研究内容
2 无缝线路三维空间有限元模型
    2.1 无缝线路三维空间计算模型
    2.2 轨道主要计算参数
        2.2.1 钢轨
        2.2.2 轨枕
        2.2.3 扣件
        2.2.4 道床阻力
    2.3 温度力的计算
    2.4 非线性有限元方法的计算机求解过程
        2.4.1 有限元原理简述
        2.4.2 轨道结构各单元计算公式
        2.4.3 梁单元坐标转换矩阵
        2.4.4 结构总刚度矩阵
        2.4.5 单元等效节点荷载
        2.4.6 建立单元平衡方程
        2.4.7 非线性有限元方程求解
3 轨道横向不平顺对无缝线路稳定性的影响分析
    3.1 无缝线路稳定性分析算例
    3.2 温度对无缝线路稳定性的影响
        3.2.1 升温时,无缝线路横向位移变化规律
        3.2.2 钢轨升温40℃时,内外轨横向位移对比
        3.2.3 内外轨升温不同时对轨道稳定性的影响
    3.3 轨道横向不平顺对无缝线路稳定性的影响
        3.3.1 单轨单节点轨道不平顺钢轨变形分析
        3.3.2 单轨双节点轨道不平顺钢轨变形分析
        3.3.3 双轨单截面双节点轨道不平顺钢轨变形分析
        3.3.4 双轨双截面四节点轨道不平顺钢轨变形分析
4 轨道竖向和复合不平顺对无缝线路稳定性的影响分析
    4.1 轨道竖向不平顺对无缝线路稳定性的影响
        4.1.1 单轨单节点竖向不平顺
        4.1.2 单轨双节点竖向不平顺
        4.1.3 双轨单截面双节点竖向不平顺
        4.1.4 双轨双截面四节点竖向不平顺
    4.2 轨道复合不平顺对无缝线路稳定性的影响
        4.2.1 双轨单截面复合不平顺
        4.2.2 双轨双截面复合不平顺
5 轨道加强设备对无缝线路稳定性的影响分析
    5.1 地锚拉杆设置密度对无缝线路稳定性的影响
        5.1.1 以1m间隔设置地锚拉杆
        5.1.2 以2m间隔设置地锚拉杆
        5.1.3 以3m间隔设置地锚拉杆
        5.1.4 以4m间隔设置地锚拉杆
        5.1.5 以5m间隔设置地锚拉杆
    5.2 轨道不平顺状态下地锚拉杆对无缝线路稳定性的影响
        5.2.1 轨道横向不平顺
        5.2.2 轨道竖向不平顺
        5.2.3 轨道复合不平顺
6 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 有待进一步研究的问题
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3813545