有砟铁路路基基床结构动力响应研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文有砟铁路路基基床结构动力响应研究论文作者：周鹏飞学生类别：在职攻读学科门类：工程硕士学科专业：建筑与土木工程指导教师：郭抗美职称：副教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterofEngineeringDegreeofArchitecturalandCivilEngineeringSTUDYONTHEDYNAMICCHARACTERISTICSOFSUBGRADEOFTHEBALLASTSUBGRADEbyZhoupengf

2、eiSupervisor:Prof.GuoKangmeiOctober2014河北工业大学工程硕士学位论文摘要重载有砟铁路因为其运能大、效率高、线路维修成本低、运输成本低的特点，逐步受到世界各国铁路部门的重视。重载有砟运输技术已被国际公认是铁路货运发展的方向，发展重载有砟铁路已经成为大多数铁路强国货运现代化发展的重要标志。随着对铁路运输能力要求的提高，以及准高速、高速、有砟铁路的发展，铁路机车车辆轴重增大，速度提高，加剧了列车、线路系统的动力相互作用。路基作为轨道结构的基础，在承受轨道结构静荷载作用的同时还承受着轨道结构传递的列车动荷载作用。因此，路基遭受的

3、列车动荷载大小是路基设计的先决条件。由于当前重载有砟铁路路基动力响应中的动应力、动变形对于重载有砟铁路路基设计标准的重要影响，本文主要研究内容是运用ABAQUS有限元软件基于弹性理论建立轨道-路基有限元模型，分析不同条件下的路基动力特性。得出了不同轮轴力作用下轨枕的分担个数以及其具体的荷载分担比例。通过提取模型路基基床最不利位置的竖向应力得出不同轴重、不同基床表层填料、不同轮轴力作用个数的基床动应力的分布规律。研究表明：路基轨枕承担个数不随轮轴轴重的大小，基床表层填料的差异，轮轴作用位置的变化而改变。单轮轴作用时，绝大部分荷载由5根轨枕承担。双轮轴作用时，荷

4、载绝大部分由8根轨枕承担。四轮轴作用时，绝大部分荷载由15根轨枕承担。.基床动应力随着轴重的增大也相应的增加，当单轮轴作用时，动应力到基床表层底面衰减了表层最大动应力的41.9%-48.48%之间，传递到基床底层底面动应力衰减了最大动应力的83.2%-89.07%之间。当双轮轴作用时，动应力到基床表层底面衰减了27%-38.6%之间，传递到基床底层底面动应力衰减了71.85%-86.79%之间。四轮轴作用时，动应力到基床表层地面衰减了22.3%-32.84%之间，传递到基床底层底面动应力衰减了58.89%-68.36%之间。关键词：重载有砟铁路动力特性有限元

5、I有砟铁路路基基床结构动力响应研究ABSTRACTHeavyhaulrailwaygraduallygottheattentionoftheworldrailwaydepartmentsforitslargecapacity,highefficiency,lowlinemaintenancecost,lowtransportcost.Overloadingtransportationtechnologyhasbeenconsideredasthedevelopingdirectionoftherailfreight.Developmentofoverload

6、edrailwayisimportantsymbolofshippingmodernizationdevelopmentofrailwaypower.Railwaylocomotivevehicleaxleloadincreases,thespeedincreaseasrailwaytransportcapacityincreaseandquasi-highspeed,highspeedandheavyhaulrailwaysdevelop,whichexacerbateddynamicinteractionoftrain,tracksystem.Roadb

7、edbearsstaticloadandstraindynamicloadofthetrackstructure.Dynamicstressanddynamicdeformationhavegreateffectonoverloadedrailwayroadbeddesignstandards.Basedonelasticitytheory,ABAQUSwasappliedtobuilduppathway-roadbedfiniteelementmodelandmakeanalysisofoverloadedrailwaybedstructureloadco

8、nditionandroadbeddynamicch