《高速鐵路橋樑-軌道變形映射與行車安全》是一本2021年出版的圖書，由科學出版社出版
基本介紹
- 書名：高速鐵路橋樑-軌道變形映射與行車安全
- 作者：勾紅葉
- 類別：工業技術
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2021年
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝
- ISBN：9787030666338
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書面向“交通強國，鐵路先行”、“一帶一路”倡議、高鐵“走出去”等國家重大戰略需求，緊密結合複雜條件下我國高速鐵路橋樑-軌道運維領域的焦點難題，系統地研究了橋樑-軌道-列車變形映射與安全評價理論及方法。全書首先構建了高速鐵路橋樑結構豎向和橫向變形與軌面幾何形態的映射模型，建立了含層間聯結失效長時影響的橋樑-軌道變形映射通用模型，闡明了幾何形位互動影響與傳遞機理；在此基礎上，揭示了橋樑變形與車輛動力回響的映射關係，提出了多指標橋上行車安全評價準則。全書結構有條有理，闡述深入淺出，重視基礎理論，突出關鍵內容，展示創新觀點，服務國家重大戰略。
圖書目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 我國高速鐵路發展歷程 1
1.2 橋樑-軌道變形映射問題的提出 2
1.3 國內外高速鐵路橋樑結構變形限值規定 4
1.3.1 日本高速鐵路橋樑結構變形限值規定 4
1.3.2 德國高速鐵路橋樑結構變形限值規定 5
1.3.3 國內高速鐵路橋樑-軌道結構變形限值規定 5
1.4 國內外研究現狀 9
1.4.1 高速鐵路基礎結構變形與軌面幾何形態的拓撲關係 9
1.4.2 層間結構聯結失效對軌道不平順的影響 10
1.4.3 長期服役條件下橋上行車安全性 11
1.5 本書內容 13
第2章 橋樑結構豎向變形與CRTSⅠ型軌道幾何形態的映射模型 14
2.1 橋樑結構豎向變形導致鋼軌變形機理分析 14
2.2 基本假定 15
2.3 坐標系建立及變換 15
2.4 軌道板模型 16
2.4.1 單個扣件力作用下軌道板變形 17
2.4.2 多個扣件力作用下軌道板變形 19
2.4.3 橋樑結構豎向變形作用導致軌道板變形 20
2.4.4 軌道板變形總量 20
2.5 鋼軌模型 22
2.5.1 鋼軌力學分析 23
2.5.2 鋼軌模型建立 24
2.6 橋樑結構豎向變形映射至軌面的解析表達式 25
2.7 典型豎向變形模式與軌面幾何形態的映射模型 26
2.7.1 橋墩沉降與鋼軌變形的映射模型 26
2.7.2 梁體豎向錯台與鋼軌變形的映射模型 27
2.7.3 梁端豎向轉角與鋼軌變形的映射模型 29
2.8 解析模型編程求解流程 30
2.9 單元板式無砟軌道與橋樑結構的有限元模型 31
2.9.1 結構構造及參數取值 31
2.9.2 有限元模型的建立 33
2.10 豎向變形映射模型的驗證 34
2.10.1 映射模型與有限元模型的對比驗證 34
2.10.2 映射模型與室內試驗的對比驗證 41
2.11 本章小結 44
第3章 橋樑結構橫向變形與CRTSⅠ型軌道幾何形態的映射模型 46
3.1 橋樑結構橫向變形導致鋼軌變形機理分析 46
3.2 基本假定 46
3.3 軌道板模型 47
3.4 鋼軌模型 51
3.5 橋樑結構橫向變形映射至軌面的解析表達式 51
3.6 典型橫向變形模式與軌面幾何形態的映射模型 52
3.6.1 梁端橫向轉角與鋼軌變形的映射模型 52
3.6.2 梁體橫向錯台與鋼軌變形的映射模型 53
3.7 解析模型編程求解流程 54
3.8 橫向變形映射模型與有限元模型的對比驗證 54
3.8.1 梁體橫向錯台 55
3.8.2 梁端橫向轉角 58
3.9 本章小結 60
第4章 含層間聯結失效長時影響的橋樑-CRTSⅡ型軌道變形映射模型 61
4.1 橋樑結構豎向變形引起軌道不平順機理分析 61
4.2 層間聯結失效的影響分析 62
4.3 基本假定及坐標系的建立 63
4.4 底座板模型 65
4.4.1 底座板力學分析 65
4.4.2 底座板模型建立 67
4.5 軌道板模型 69
4.5.1 軌道板力學分析 70
4.5.2 軌道板模型建立 71
4.6 鋼軌模型 74
4.6.1 鋼軌力學分析 75
4.6.2 鋼軌模型建立 76
4.7 橋樑結構模型 79
4.7.1 橋墩沉降引起的梁體豎向變形 80
4.7.2 梁體豎向錯台引起的梁體豎向變形 80
4.7.3 梁端豎向轉角引起的梁體豎向變形 81
4.8 層間相互作用力 81
4.8.1 扣件力 81
4.8.2 砂漿彈簧力 82
4.8.3 接觸彈簧力 83
4.9 橋樑附加變形與軌道不平順的映射通用解析模型 84
4.10 解析模型編程求解流程 85
4.11 橋樑結構及縱連板式無砟軌道有限元模型 87
4.11.1 參數取值 87
4.11.2 有限元模型的建立 88
4.12 橋樑-軌道變形映射通用解析模型的驗證 89
4.12.1 無層間聯結失效時解析模型與有限元模型的對比 90
4.12.2 層間聯結失效時映射解析值與有限元模型計算值的對比 96
4.12.3 層間聯結失效時映射解析值與軌道高低不平順實測值的對比 102
4.13 本章小結 103
第5章 關鍵參數對軌道平順性的影響機理 105
5.1 橋樑結構附加變形幅值對橋樑-軌道變形映射的影響 105
5.1.1 橋墩沉降幅值對橋樑-軌道變形映射的影響 105
5.1.2 梁體豎向錯台幅值對橋樑-軌道變形映射的影響 110
5.1.3 梁端豎向轉角幅值對橋樑-軌道變形映射的影響 115
5.2 橋樑跨度對橋樑-軌道變形映射的影響 120
5.3 梁端懸出長度對橋樑-軌道變形映射的影響 121
5.4 扣件豎向剛度對橋樑-軌道變形映射的影響 124
5.5 砂漿層豎向剛度對橋樑-軌道變形映射的影響 127
5.6 板底脫空對橋樑-軌道變形映射的影響 130
5.6.1 板底脫空位置對橋樑-軌道變形映射的影響 130
5.6.2 板底脫空長度對橋樑-軌道變形映射的影響 135
5.7 層間離縫對橋樑-軌道變形映射的影響 137
5.7.1 層間離縫位置對橋樑-軌道變形映射的影響 137
5.7.2 層間離縫長度對橋樑-軌道變形映射的影響 142
5.8 扣件彈條斷裂對橋樑-軌道變形映射的影響 144
5.8.1 扣件彈條斷裂位置對橋樑-軌道變形映射的影響 145
5.8.2 扣件彈條斷裂個數對橋樑-軌道變形映射的影響 149
5.9 本章小結 151
第6章 高速鐵路列車-軌道-橋樑耦合振動分析方法 154
6.1 車輛模型及運動方程 154
6.1.1 車輛動力學模型 154
6.1.2 受力分析 156
6.1.3 車輛運動方程 160
6.2 橋樑有限元模型 162
6.3 軌道結構振動模型 165
6.4 輪軌相互作用分析模型 167
6.4.1 輪軌接觸幾何關係 167
6.4.2 輪軌法向力計算 168
6.4.3 輪軌蠕滑力計算 169
6.5 列車-軌道-橋樑耦合振動方程 170
6.6 基於SIMPACK與ANSYS建立的列車-軌道-橋樑耦合振動
?分析模型 171
6.6.1 車輛多體動力學模型 171
6.6.2 橋樑-軌道模型 176
6.6.3 SIMPACK中列車-軌道-橋樑耦合振動的實現 177
6.7 系統激勵 179
6.7.1 軌道隨機不平順 180
6.7.2 軌道附加不平順 181
6.8 列車運行安全性和舒適性評價指標 183
6.9 本章小結 184
第7章 關鍵因素對高速列車時頻域動力學性能的影響 185
7.1 橋樑附加變形對車輛時域動力學性能的影響 185
7.1.1 橋墩沉降對車輛時域回響的影響 187
7.1.2 梁端轉角對車輛時域回響的影響 188
7.1.3 梁體錯台對車輛時域回響的影響 189
7.1.4 梁體徐變上拱對車輛時域回響的影響 190
7.2 橋樑附加變形對車輛頻域動力學性能的影響 191
7.3 不同車速和不同車型對車輛動力學性能的影響 193
7.3.1 橋墩沉降 194
7.3.2 梁端轉角 195
7.3.3 梁體錯台 196
7.3.4 徐變上拱 198
7.4 層間聯結失效對車輛動力學性能的影響 199
7.5 本章小結 201
第8章 多指標高速鐵路橋樑服役安全評價準則 203
8.1 高速鐵路橋樑附加變形與行車安全的映射關係 203
8.1.1 橋墩沉降與車輛回響變化量的定量映射關係 203
8.1.2 徐變上拱與車輛回響變化量的定量映射關係 207
8.2 基於參數討論法的橋樑附加變形安全閾值 209
8.2.1 橋墩沉降閾值 210
8.2.2 徐變上拱閾值 211
8.2.3 梁端轉角和梁體錯台閾值 212
8.3 基於橋樑附加變形的多指標橋上行車安全評價準則 212
8.4 本章小結 213
參考文獻 214
