高速铁路桥墩差异沉降对列车运行影响研究

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1、密级：公开工学硕士学位论文高速铁路桥墩差异沉降对列车运行影响研究StudyonInfluenceofPierDifferentialSettlementonTrainOperationofHighSpeedRailway培养单位：大型结构健康诊断与控制研究所专业：安全技术及工程研究生：李世安指导教师：赵维刚教授二○一八年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同

2、志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。(保密的论文在解密后应遵守此规定)作者签名：日期：导师签名：日期：摘要简支梁桥作为高速铁路桥梁的主要形式之一，具有生产规模化、建设耗资少、建设周期短、对地面交通影响小等突出优

3、点，因而得到大规模的使用。目前高铁桥梁病害中，桥墩差异性沉降是主要病害之一，也是影响轨道平顺的主要因素，研究列车运行安全性和舒适性评价指标在不同简支梁桥墩沉降量变化下的变化情况，对确保高速铁路列车在高架桥梁上的安全运行具有极其重要的意义。本文针对以上情况，以高铁中常见的32m简支梁为研究对象，开展车—桥动力分析。利用ANSYS结合SIMPACK分别建立轨道—桥梁上部结构数值仿真子模型，以及车辆—轨道动力作用子模型。采用改变速度和桥墩沉降量的方法，计算并分析不同变量对高速铁路行车状态影响，得到了列车车速及沉降量增加过程中列车运行的安全性、舒适性的变化趋势。研究结果表明：随着车速及桥

4、墩沉降量增大，列车车体加速度、轮轨减载率等指数的变化都呈增大趋势，但车体加速度、轮轨减载率等性能指标增长程度并不一致。同时为了保证列车的运行稳定和安全，在不同的桥墩不均匀沉降量下，应该满足相应的车速限制。针对本文研究的以简支梁桥组成的高铁线路，在350km/h的速度下当桥墩沉降小于10mm时，高铁列车均可满足安全、舒适运行要求。关键词：桥墩沉降；动力学分析；高速铁路；列车行车安全AbstractSimplesupportedbeam-bridge,asoneofthemainformsofbridgeinhighspeedrailway,hasalotofobviousadvan

5、tagessuchaslowcost,shortcycleofconstruction,smallimpactontraffic.Soitisusedonalargescale.Differentialsettlementofbridgepiers,asoneofthemajordiseasesisthemainfactoraffectingtracksmoothnessinthebridgediseasesofhigh-speedrailways,today.Itisgreatsignificancetostudythesafetyandcomfortevaluationind

6、icatorsoftrainoperationanditcouldensurethesafeoperationofhigh-speedrailwaytrainsonelevatedbridgeswiththechangeofsimplesupportbeamsettlement.Inviewoftheabovesituation,theauthorusedthe32msimplebeaminhighspeedtrainasresearchobjecttocarryoutthevehicle-bridgedynamicanalysis.TheauthorusedANSYStoest

7、ablishthesub-modelofthetrack-bridgesuperstructurenumericalsimulation,andusedSIMPACKtoestablishthesub-modelofthevehicle-orbitdynamiceffect.Theparametersofthestateofhigh-speedrailwaytrafficarecalculatedandanalyzed,whenthespeedandpiersettlementw