路基不均匀沉降对车辆和轨道动力响应的影响

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1、第43卷第8期同济大学学报(自然科学版)VoI_43No．82015年8月J0URNALOFTONGJIUNIvERSITY(NATURALscIENcE)Aug．2015文章编号：0253．374X(2015)06—1187—07DOI：10．11908／j．issn．0253—374x．2015．08．010路基不均匀沉降对车辆和轨道动力响应的影响张小会，周顺华，宫全关，杨新文(同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海201804)摘要：以经典车辆一轨道耦合动力学为基础，推导了考虑重力accurateandreliable．ThefactorsofSUb

2、gradedifferentia1的板式轨道相关结构振动方程，结合多刚体的车辆系统动力settlementaffectingthedynamicresponseofthesystem，学模型，建立了考虑重力的车辆一板式轨道垂向耦合分析模includingdrivingspeed，magnitudeofthesettlementand型，提出了通过路基反力变化模拟路基不均匀沉降的具体方wavelengthofthesettlement，wereanalyzed．Theresult法，并对模型和方法进行了必要的验证．利用该模型研究了showsthatthedynam

3、icsresponseincreaseswiththedrivingspeedandthemagnitudeofthesettlement．Thecomfortindex行车速度及路基不均匀沉降(包括路基不均匀沉降幅值、路shouldbetreatedastheprimaryindexwhichiSmore基不均匀沉降波长等)对系统动力响应的影响．研究表明：随importantthanthesafetyindexwhenfacingdifferential着行车速度和路基不均匀沉降幅值的增加，系统响应均相应settlement．Alongwiththewavel

4、engthofsettlement增加，路基不均匀沉降对车辆运行影响的控制性指标应以舒increasing，therelativeresponsefirstincreasesandthen适性指标为主、安全性指标为辅；随着路基不均匀沉降波长decreases．Thereexistsasensitivewavelengthofthe的增加，系统动力响应存在一个先增加后减小的过程，路基differentialsettlementwhichiSrelatedwithtl1eIengt}10f不均匀沉降的敏感波长与混凝土底座的长度有关．concretebase．关键词：

5、板式轨道；路基沉降；重力作用；动力响应Keywords：slabtrack；subgradesettlement；self-weight；中图分类号：U211．5；U213文献标志码：AdynamicresponseEffectofSubgradeDifferentialSettlementonDynamicResponseofVehicleandSlabTrack在我国已建或规划的铁路线路中，无砟轨道线VerticalCoupledSystem路占有相当大的比例，而板式无砟轨道由于其具有稳定性好、平稳性高及维修性优良等特点，逐步成为ZHANGXiaohu，2t

6、tOUShunhua，GONGQuanmei，YANG其轨道结构选择的主流模式．目前，我国板式无砟轨Xinwen道主要修建于隧道内、桩基础和复合地基基础之上，(KeyLaboratoryofRoadandTrafficEngineeringoftheMinistryof土建成本巨大．关于在土质路基上修建板式无砟轨Education，Tbn旦jiUniversity，Shanghai201804，China)道的研究尚处于起步阶段，其技术难点在于在部分地区，特别是软土地区，板式无砟轨道由于受到周边Abstract：Based．onthetheoryofvehicl

7、e—trackcouplingdynamics。thevibrationdifferentia1equationsofrai1，track荷载环境变化的影响，不可避免地出现路基不均匀plateandconcretefootingintheslab-tracksystemwere沉降的情况，直接影响列车的运行安全和舒适性．因deducedconsideringthegravityoftrackstructure．Combined此确定合理的路基不均匀沉降限值是其亟需解决的withthevehicledynamicsmodelofmulti·rigid—bodies

8、，a问题之一．然而现有的