基于极限状态法的重载铁路轨枕设计研究

《基于极限状态法的重载铁路轨枕设计研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、密级：公开感＾系莽俄道木鲁ｍＳＨＩＪＩＡＺＨＵＡＮＧＴＩＥＤＡＯＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＩ工学硕ｉ学位论文基于极限状态法的重载铁路轨枕设计研究Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎ化ｅＤｅｓｉｎｏｆＨｅａｖＨａｕｌＲａｉｌｗａｇｙｙＳｌｅｅｐｅｒｂａｓｅｄｏｎＵ１村ｍａ１：ｅＳ化ｔｅＭｅ化ｏｄ培养单位：主木工程学院专业：道路与铁道工程研究生：桂吉荣指导教师：王建西副教授二〇—五年一巧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

2、取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕Ｋ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。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。－１＾Ｉ签名：枉走秦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口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±学位论文全文数据

3、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Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可公布论文的全部或部分内容。（保密的论文在解密后应遵守此规定）‘Ｉ在、作者签名如５｜；枝走茶日期：女！、、心、导师签名：：＿日期密级：公开工学硕士学位论文基于极限状态法的重载铁路轨枕设计研究ResearchontheDesignofHeavyHaulRailwaySleeperbasedonUltimateStateMethod培养单位：土木工程学院专业：道路与铁道工程研究生：桂吉荣指导教师：王建

4、西副教授二〇一五年一月摘要摘要为了应对各种能源成本的上涨，适应交通运输业的蓬勃发展，我国对重载铁路建设提出了更高要求，作为轨道重要组成结构的轨枕也需要用更高的要求来完善。现有铁路混凝土轨枕设计方法，尽管在设计过程中考虑了许多影响计算结果的因素，但这些影响因素都是根据工程经验提出的建议值。该设计方法在理论上存在明显缺点，不能切实反映轨枕的实际情况。因此，本文提出了基于极限状态法的重载铁路轨枕设计方法。通过动力学仿真软件建立30t轴重重载货车模型，考虑轨道的随机不平顺。采用敏感性分析方法，分析计算了各因素对轮轨力的敏感性，确定车

5、辆运行速度、轨道整体垂向、横向刚度和货车摇枕每侧弹簧垂向刚度作为敏感参数。假定这些参数为服从正态分布的随机变量形成随机参数样本，仿真分析轮轨力的分布特性。利用概率统计理论分析轮轨力及其极大值的概率分布特性，在检验2水平α=0.05时，经χ检验，轮轨力服从正态分布，轮轨力极大值服从极值Ⅰ型分布。根据轮轨力在轨枕上的传递系数与轨距的线性关系，确定轮轨力与枕上压力的传递关系，可得枕上压力极大值与轮轨力极大值分布相同，即枕上压力极大值服从极值Ⅰ型分布。对轨枕实际支承情况进行合理简化确定各截面支承计算图，并计算轨枕作用效应的概率分布特

6、性。研究了混凝土轨枕抗力的计算方法。混凝土轨枕的抗力计算以其静载抗裂荷载为依据，且轨枕抗力与其静载抗裂荷载分布相同。根据混凝土轨枕的破坏类型，提出了轨枕横向裂缝破坏与混凝土压溃破坏两种失效模式，并确定各失效模式对应的功能函数和极限状态方程。基于极限状态法的设计理论，提出了各变量分项系数的建议值。忽略轨枕自重（永久作用）的影响，不进行其分项系数的计算；可变作用的分项系数建议值为1.05；抗力的分项系数建议值为1.14。运用极限状态法原理，分别采用本文确定的分项系数与JC法计算分析了Ⅲ型轨枕由于荷载弯矩过大导致截面开裂这一失效模

7、式下的可靠性。其初步结果摘要表明Ⅲ型轨枕可以应用到重载铁路中。关键词：重载铁路；轨道动力学；轨枕；随机参数；极限状态法；分项系数AbstractAbstractInordertocopewiththerisingofenergycostandadapttotherapidlydevelopmentoftransportationindustry,ourcountryneedtoputforwardhigherrequirementontheconstructionofheavyhaulrailway.Sleeperasani

8、mportantcomponentstructureofrailwaytrack,alsoneedahigherrequirementtoimprove.Althoughtheexistingdesignmethodofrailwayconcretesleeperhasalreadycon