弹性长枕无砟轨道垂向动力学计算分析

《弹性长枕无砟轨道垂向动力学计算分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、弹性长枕无砟轨道垂向动力学计算分析学术视角霹霪客蕊罄怒毒;乎%避§酗皤鼹懿弱宙吼垂向动力学计算分析伍曾:西南交通大学土木工程学院,博士研究生,四川成都,6100;31全顺喜:西南交通大学土木工程学院,博士研究生,四川成都,610031刘学毅:西南交通大学,教授,博士生导师,四川成都,610031减振降噪是高速无砟轨道发展的趋势.在有砟轨道中,弹性长枕能够有效降低道床振动加速度,减少道床和路基压应力,延缓道床变形和破损,延长轨道维修周期和使摘要:建立弹性长枕无砟轨道的梁一梁一板模用寿命J.弹性长轨用于无砟轨道国内尚无系统研究及应用型,计算垂向位移,加速度

2、与行车速度的关结果.根据车辆一轨道耦合动力理论,应用ANSYS有限元分析系,扣件瞬时上拔力与行车速度的关系,垂向软件,计算出无砟轨道弹性长枕的各构件在不同列车运行速位移,加速度与扣件,枕套和路基刚度的关度下的垂向动力学响应,从而找出地基,弹性长枕枕套,扣系,垂向位移,加速度与长枕,道床板质量的件在不同速度下的合理刚度匹配值,以及长枕,道床板质量关系等;分析无砟轨道弹性长枕在不同扣件,与垂向位移,加速度的关系.苎度耄性荽,1动力学计算模型下的动力响应;找出扣件,枕套,地基刚度及.丁开一弹性长枕,道床板质量与垂向速度,加速度,弹性长枕无砟轨道是在轨枕下部及

3、周围设置橡胶套轨枕侧滚等的关系.在弹性长枕,道床板质量靴,在轨枕底与套靴间设置橡胶弹性垫层,在轨枕周围及和扣件,枕套,地基刚度不变情况下,计算列底下灌筑混凝土而成型,为减振型轨道.利用耦合动力学车不同速度下各垂向动力响应,找出列车速度原理,建立弹性长枕无砟轨道的梁一梁一板模型,即钢轨,与垂向位移,加速度的关系.轨枕按梁建模,道床板按板单元建模,钢轨与弹性长枕之关键词:无砟轨道;弹性长枕;垂向动力学;问用弹簧模拟扣件和垫板,弹性轨枕与道床板之间用弹簧计算分析;动力响应模拟枕套,地基用弹簧模拟心].弹性长枕无砟轨道力学模基金项目:教育部新世纪优秀人才支持计

4、划项目(NCET--05—0798)中国铁路CHINESERAILWAYS2008//09学术视角哪l≯0g.l

5、_型见图1.以转向架上沿钢轨前进的四轮荷载计算弹性长枕各部件在不同速度下的响应,从而做出力学分析.为了尽量减少边界条件的干扰,计算了3块道床板长度的各构件动力响应,但只对中间道床板的中端和板端两处各构件的计算结果进行分析.弹性长枕无砟轨道力学模型的特殊性在于道床板,将其简化为弹性地基上的薄板,其垂向振动微分方程为:.04x+等)z3=..+等=.式中:——道床板抗弯刚度,按式DE,/-/,为板厚,是泊松比;道床板质量;Z,——道床板纵向,横

6、向长度;.,.和,k——道床板上,下分别沿纵向,横向的分布刚度.图1弹性长枕无砟轨道力学模型2计算结果及分析2.1不同列车运行速度下的动力响应地基,枕套,扣件的刚度分别为80MPa/m,ll5弹性长枕无砟轨道垂向动力学计算分析伍曾等kN/mm,70kN/mm时,不同列车运行速度下各动力响应见表1.对于II型弹条..J,如扣压力为10kN,其他条件相同,这一刚度组合适用于运行200km/h的列车,不适用于运行250km/h及以上的列车,对运行车速150km/h而言,效果没有200km/h好.可见地基,枕套,扣件不同刚度的组合都有其适宜的列车运行速度.2.

7、2垂向加速度,位移与列车速度的关系随着列车速度的增加,钢轨,弹性长枕的垂向加速度也在增加,当列车速度从250km/h增加~J3ookm/h时,垂向加速度增加得特别快,会与钢轨,轨枕,道床板及地基的组合体产生共振(见图2).图2垂向加速度与列车速度的关系随着列车速度的增加,钢轨,弹性长枕和道床板的垂向位移增加,当列车速度>200km/h后,垂向位移反而随着列车速度的增加而减小,这是因为钢轨,轨枕或道床板来不及充分沉降,列车已经开过去了(见表1).2.3扣件瞬时上拔力与列车速度的关系随着列车运行速度的提高,扣件瞬时上拔力增大,其变化趋势基本与钢轨加速

8、度一样.当列车速度从250表1同一刚度组合不同速度下的动力响应垂向位移/mm钢轨轨枕道床板钢轨1.50831.07240.69250.0001.53591.12900.765717.2601.57901_13200.766342.0821.73321.14290.763972.0001.74681.14800.765072.5001.70631.17240.793678.8771.67781.11880.8044l80.2541.4793LO17O0.6884154.9991.39601.00470.6740173.351垂向加速度钢轨弯矩/扣件瞬时上

9、钢轨弯矩/(kN?m)拔力/kN(?m)0.0001.64412.6274.0912.55l1