提速和高速铁路曲线轨道轮轨动态相互作用性能匹配研究

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1、ClassifiedIndex：U270；U213；U211U．D．C：625；629SouthwestJiaotongUniversityDoctorDegreeDissertationSTUDYONPERFORMANCEMATCHINGOFWHEEL-RAILDYPA小丁MICn町TERACTIONONCURVEDTRACK0FSPEED．RAISEDANDHIGH．SPEEDRAILl顷舱YSGrade：2001Candidate：WangKaiyunAcademicDegreeAppliedfor：DoctorDegreeSpeciality：Ve

2、hicleEngineeringSupervisor：Prof．ZhaiWanmingNov．26，2012西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密Ejl，使用本授权书。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名指导老师签名：日期：7刃)年，

3、月伊日期：仂／多年／月矽日西南交通大学博士学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下：1．基于车辆一轨道耦合动力学理论，以铁路线路为研究对象，提出了曲线轨道轮轨动态相互作用性能匹配技术，主要包括：曲线轨道轮轨动态相互作用分析模型、大型的轮轨动态相互作用计算机仿真分析软件TTISIM、轮轨动态相互作

4、用性能评价指标体系、曲线轨道轮轨动态相互作用匹配原理；探明了轨道结构参振对曲线轨道轮轨动力性能的影响。(第2章、第3章)2．运用曲线轨道轮轨动态相互作用性能匹配技术，分析了既有提速铁路平面曲线半径对轮轨动力性能的影响、机车牵引力对曲线轨道轮轨动力性能的影响，探明了轨道不平顺波长对时速200～250km既有线提速铁路竖曲线轮轨动态安全性能的影响规律。(第4童)3．针对高速铁路曲线轨道，分析了平面曲线轨道的轮轨动态相互作用特征及平纵断面参数匹配的轮轨动态性能，并结合工程实际，分析与评估了设计阶段的广深港客运专线珠江段平纵断面的动力学性能，为我国高速铁路安全、舒

5、适运营提供了理论指导与参考。(第6章)学位论文作者签名：日期："z’f7年厂月，，§日西南交通大学博士研究生学位论文第1页摘要由于提速和高速带来的曲线轨道轮轨系统相互作用问题，在实际运营中更显突出，对轮轨动力学性能匹配技术提出了更高的要求。本论文基于车辆一轨道耦合动力学理论，针对提速和高速铁路，开展了曲线轨道轮轨动态相互作用性能匹配研究。论文首先基于车辆一轨道耦合动力学理论，以铁路线路为研究对象，提出了曲线轨道轮轨动态相互作用性能匹配技术，包括：曲线轨道轮轨动态相互作用分析模型、实测轮轨型面的轮轨接触几何关系、轮轨动态相互作用计算机仿真分析软件ITISIM

6、、主要动力性能指标评价标准、曲线轨道轮轨动态相互作用匹配原理及研究思路。接着，分析了轨道结构振动及轨道结构关键参数对曲线轨道轮轨动力性能的影响，并讨论了钢轨翻转运动对曲线轨道轮轨动力性能的影响。结果表明：考虑轨道结构参振，轮轨相互作用性能指标均大于不考虑轨道结构振动的值；对于轨道结构振动模型，不考虑钢轨扭转变形时的轮轨动力性能指标值大于考虑扭转变形时的值，且两者之间差异在10％以内；轨下支承横向及垂向刚度对曲线轨道轮轨动力性能有较明显的影响。运用曲线轨道轮轨动态相互作用性能匹配技术，分析了既有提速铁路曲线轨道的轮轨动态相互作用性能。结果表明，提速列车通过既

7、有铁路曲线轨道时，轮轨动态相互作用较剧烈：牵引力可改变轮轨纵向蠕滑力的大小和方向，影响轮轨动态相互作用性能；列车提速到200～250km／h速度后，轮重减载较明显，其主因是轨道上存在1～2．5m波长范围不平顺，降低l～2．5m波长范围的高低不平顺幅值可以有效减小轮重减载率，提高列车的运行安全性能，该研究结果为铁路提速工程提供了理论支撑。采用理论分析与现场试验相结合的方法，分析了山区铁路小半径曲线强化轨道动力性能。结果表明：强化改造技术方案有利于控制轨道结构振动位移或变形，有利于提高轨道结构稳定性，因而能够减少线路养护维修工作量。该研究结果为山区铁路小半径曲

8、线轨道提速对策的制订及推广应用提供了理论与试验依据。最后，分析了高