路基凍脹下無砟軌道不平順特徵及動力學行為研究

《路基凍脹下無砟軌道不平順特徵及動力學行為研究》是依託北京交通大學，由蔡小培擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：路基凍脹下無砟軌道不平順特徵及動力學行為研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：蔡小培
• 依託單位：北京交通大學

項目摘要

路基凍脹會導致無砟軌道產生結構破壞和不平順，直接影響列車的安全、平穩運行，是嚴寒地區高速鐵路冬季降速運營的關鍵影響因素。既有研究中，針對路基凍脹機理和控制措施等研究較多，對路基凍脹下無砟軌道力學行為的研究相對較少，特別是凍脹與軌道不平順的關係、無砟道床離縫機理、凍脹下車-軌動力回響等研究相對匱乏。路基凍脹導致的一系列與無砟軌道平順性、動力特性相關的問題亟待解決。.項目考慮無砟軌道多層異質結構間的粘結特性和破壞準則，建立細觀與巨觀相結合的無砟軌道-路基分析模型，提出路基凍脹下無砟軌道不平順特徵，揭示無砟道床離縫機理。提出可詳細考慮結構病害特徵的新型動力分析方法，研究路基凍脹下車輛-無砟軌道的動力學行為。根據動力參數敏感指標變化特徵，採用神經網路建立路基凍脹變形的智慧型識別方法。綜合考慮耐久性、安全性及舒適性等因素，提出路基凍脹的控制標準。通過研究，補充完善嚴寒地區高速鐵路設計理論和維護方法。

結題摘要

隨著高速鐵路在季凍區的大範圍修建，路基凍脹問題已成為亟待解決的重大技術難題。路基凍脹會導致無砟軌道產生不平順及層間離縫，直接影響列車的安全平穩運行及結構服役性能，是嚴寒地區高速鐵路冬季限速的關鍵因素。以CRTSⅢ型板式無砟軌道作為研究對象，建立了考慮混凝土塑性和鋼筋影響的車輛-無砟軌道-路基空間耦合靜動力學模型，從凍脹變形與軌面不平順間的映射關係、凍脹下無砟軌道層間離縫分布及發展規律、凍脹對車輛-軌道系統動力回響的影響3個方面進行了分析，並對凍脹區路基變形標準及預測診斷開展了研究。取得如下研究成果：建立了高速鐵路路基熱力學模型，研究了凍脹區路基時空變形特徵，提出了採用上凸型餘弦曲線來模擬路基不均勻凍脹。基於建立的無砟軌道空間耦合靜力學模型，研究了不同凍脹情況下無砟軌道層間離縫分布及發展規律。建立了車輛-無砟軌道-凍脹路基空間耦合動力學模型，分析了嚴寒地區不同凍脹和運營條件對車輛動力學指標的影響。基於自密實-底座板間離縫的靜力學控制指標和基於輪重減載率及車體垂向加速度綜合影響的動力學控制指標，提出了靜動力學結合的路基凍脹控制標準。