高速铁路无砟轨道基础结构的动力响应分析

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1、分类号U211单位代码10618密级公开学号2120111002硕士学位论文高速铁路无砟轨道基础结构的动力响应分析研究生姓名：陈丽英导师姓名及职称：肖盛燮教授申请学位类别工学硕士学位授予单位重庆交通大学一级学科名称交通运输工程论文提交日期2015年6月10日二级学科名称道路与铁道工程论文答辩日期2015年6月7日2015年6月10日AnalysisonDynamicResponseofBallastlessTrackSubgradeofHigh-SpeedRailwayADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandi

2、date：ChenLiyingSupervisor：Prof.XiaoShengxieChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进巧研巧工作所取得的成果。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作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，巧己在文中抖明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：曰期：年ｆ罐如長乙月曰重庆交通大学学位论文版

3、权使用巧权书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。留并向国家有关部口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重庆交通大学可＾＾｜将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，レ可Ｊｌ。：采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论义同时授权中国科学技术信息研究所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服务（包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等），同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。学位论文作者签名：采指导教师签名刪曰期；呼年＾月曰曰期；兴参

4、年／月加曰本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊（光盘版）电子杂志社ＣＮＫＩ系列数据库中全文发布，并按《中国优秀博硕±学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。学位论文作者签备指导獅签＊。日期：２＾年名月／日日期：為巧年月伯日摘要近年，高速铁路的建设速度越来越快，其成果颇具规模。高铁的建设还在不断的继续。据推测，至2015年末，运营里程将达到1.8万公里。基本建成以高速铁路为核心的快速铁路网，总里程超过4万公里。目前，高铁建设广泛采用无砟轨道形式，对于这种新型轨道结构，其动力性能及传力特点与传统轨道形式有很大的不同。本文以高速铁路建

5、设中广泛采用的CRTSⅡ型板式无砟轨道为例，通过建立三维实体有限元模型，进行动力分析。全文主要进行了以下方面的研究工作：①论述了高速铁路在我国的发展以及未来的规划，分析了无砟轨道在高铁建设中的应用历程及其重要性，概述了高速铁路路基动力响应问题的研究背景和现状。②分析了高速铁路路基结构的分类和特点，搜集了基床表层顶面动应力的实测值和相关研究资料，对比发现采用无砟轨道时路基顶面的动应力远小于有砟轨道，但采用无砟轨道会使列车荷载的动力作用传播的更广，即动力作用衰减较慢。分析了列车荷载的相关研究，采用一种简化的轮轨力组合的形式来模拟列车荷载。用Fortran语言编写子程

6、序，从而成功的将随时间变化的移动荷载施加在有限元软件中。③建立轨道路基模型，编写子程序DLOAD施加列车荷载，通过轨道板和基床表层顶面应力时程的对比，验证本文所建模型的可靠性。提取轨道结构的等效应力和加速度时程，发现在支撑层顶面转向架的两个轮对叠加效应显著，不存在单一轮载的峰值。得到了轨道板和混凝土支撑层应力的横向分布规律。④提取了路基结构的等效应力时程、竖向位移时程和轨道路基各结构层的加速度时程。发现深度越大，响应的横向分布越均匀，动力响应峰值越不明显。通过分析横向与竖向的分布和衰减规律，发现在基床表层及基床底层顶面，动应力在支撑层边缘下方取得最大值，支撑层边

7、缘处动应力竖向的衰减主要在基床内，且基床表层与基床底层对动应力的扩散能力存在很大差异，前者明显优于后者。在距路基表面1.17m深度处，位移衰减了一半。竖向位移基本由路基变形产生，基床表层的单位深度位移量最大。在支撑层范围内竖向位移基本对称于轨道中心线，横向分布差异较小，内测略大于外侧，基床表层表面的横向分布较基床底层表面的横向分布更加均匀，路基各结构层均在轨道中心线处取得最大值，在支撑层范围外，位移急速减小。在基床表层和基床底层表面，钢轨正下方的加速度略大于轨道中心线下方，差值很小。在路基本体顶面，轨道中心线处的加速度最大。在支撑层范围外，路基中加速度沿横向快速

8、衰减。此外，随着深度加深