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1、弹性支承块式无碴轨道振动分析新模型第5卷第1期2008年2月铁道科学与工程JOURNALOFPAllWAYSCIENCEANDENGINEERINGVOI.5FebNO.12()08弹性支承块式无碴轨道振动分析新模型向俊,郭高杰,赫丹,孔凡兵(中南大学土木建筑学院,湖南长沙410075)摘要:针对弹性支承块式无碴轨道结构特点,提出了一种新的用于竖向振动分析的有限元模型.在该模型中,钢轨模拟为弹性点支承Euler梁;钢轨下面的支承块视为刚体;轨道板视为弹性薄板,并且采用横向有限条与板段单元法对其进行位移插值;钢轨扣件模拟为线性弹簧和阻尼器
2、;轨道板和混凝土底座下的路基模拟为连续分布面弹簧和阻尼器.在此基础上,基于弹性系统动力学总势能不变值原理和形成系统矩阵的"对号入座"法则,推导了弹性支承块式无碴轨道的竖向振动总势能,为建立弹性支承块式无碴轨道竖向振动方程,乃至进行弹性支承块式无碴轨道在高速列车作用下的动力响应分析奠定了良好基础.关键词:铁道工程;弹性支承块式无碴轨道;有限元;模型;竖向振动中图分类号:U213文献标识码:A文章编号:1672—7029(2008)01—0041—05Newmodelforvibrationanalysisoflowvibrationtra
3、ckXIANGJun,GUOGao—jie,HEDan,KONGFan—bing(SchoolofCivil&Architectm'alEn~neefing,CentralSouthUniversity,Chm~gsha410075,China)Abstract:InviewofthecharacteristicsoflOWvibrationtrack(LVT),anewkindoffiniteelementmodelforverticalvibrationanalysiswasproposed.Inthismodel,rail
4、swereregardedasEulerbeamsondiscreteelasticsupports,blocksunderrailsasrigidbodies,andtrackslabsaselasticplates.,Byuseofthelateralfinitestripandslabsegmentelementmethod,thedisplacementmodeoftheslabwasobtained.Railfastenerswereconsideredaslinearspringsanddampers,andthesubgr
5、adeundertrackslabsandconcreteroadbedsasplanarlinearspringsanddampers.Onthebasisoftheprin~pleoftotalpotentialenergywithstationaryvalueinelasticsystemdynamicsandtheruleof"Set—in—right—position"forformulatingsystemmatrixes.thetotalpotentialenergyofverticalvibrationofLvTWasd
6、erived.TheresultsshowthatitCanlaythegoodfoundationforfurtherresearchessuchasestablishmentofverticalvibratione?quationsetofLVTanddynamicresponseanalysisofLVTsubjectedtohigh—speedtrain.Keywords:railwayengineering;lowvibrationtrack;finiteelement;model;verticalvibration2004年
7、2月,铁道部全面部署了《中长期铁路网规划》的实施工作,提出在主要繁忙干线要实现客货分线,大力发展铁路客运专线_lj.客运专线的轨道结构型式以无碴轨道为主l卜.弹性支承块式无碴轨道作为无碴轨道结构型式之一,具有减振,降噪性能好,结构简单,施工方便和可修复等优点.jJ.我国在西南铁路东秦岭隧道,桃花铺I号隧道,磨沟岭隧道,兰武线乌鞘岭隧道等都采用了此种轨道结构.弹性支承块式无碴轨道的结构组成主要包括:混凝土底座,混凝土轨道板,混凝土支承块,橡胶靴套,块下胶垫及配套扣件.其特点是在钢轨与轨道收稿日期:2007—09—0l基金项目:国家重点基础
8、研究发展计划资助项目(2OO7CB714706);国家自然科学基金资助项目(50678176,50078006);教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET一07—0866)作者简介:向俊(1968一)
