無縫線路以其行車平穩(wěn)、養(yǎng)護(hù)維修工作量小等特點(diǎn)成為軌道結(jié)構(gòu)發(fā)展的必然要求。但無縫線路長鋼軌內(nèi)積聚較大的溫度力,在曲線或軌道初始不平順地段有產(chǎn)生脹軌跑道的危險(xiǎn)。目前在無縫線路穩(wěn)定性的研究方面,對于軌道不平順在溫度力作用下的發(fā)展規(guī)律研究尚不夠深入。為此,論文構(gòu)建路基段有砟軌道無縫線路三維框架模型,利用非線性有限元原理,完成無縫線路穩(wěn)定性與軌道不平順關(guān)系的數(shù)值計(jì)算。主要完成以下工作:(1)構(gòu)建一體化的無縫線路三維空間軌道框架模型用具有十二個(gè)自由度的非線性梁單元代表鋼軌;采用雙結(jié)點(diǎn)彈簧單元來模擬連接鋼軌與軌枕的扣件;將軌枕視為支撐在彈性基礎(chǔ)上的線性梁單元,其單元?jiǎng)偠染仃嚭推胀ǖ牧簡卧�性剛度矩陣一致;用邊界約束彈簧代替道床的縱向、橫向、豎向和扭轉(zhuǎn)阻力。(2)軌道不平順對穩(wěn)定性的影響分析編制無縫線路穩(wěn)定性有限元計(jì)算程序,分析鋼軌升溫不同幅度,內(nèi)外軌升溫不同時(shí),無縫線路的橫向位移變化規(guī)律。對軌道橫向不平順、豎向不平順、復(fù)合不平順中幾種不同工況下的不平順形態(tài)進(jìn)行模擬,采用不同的軌溫變化幅度,分析軌道幾何不平順狀態(tài)下,溫度力對無縫線路的變形影響,并給出不同工況下升溫時(shí)鋼軌的橫向位移曲線。可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)出現(xiàn)...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 本課題的研究背景及意義
    1.2 無縫線路研究現(xiàn)狀
        1.2.1 橋上無縫線路作用力研究
        1.2.2 路基地段無縫線路穩(wěn)定性研究
    1.3 存在的問題及本文主要研究內(nèi)容
2 無縫線路三維空間有限元模型
    2.1 無縫線路三維空間計(jì)算模型
    2.2 軌道主要計(jì)算參數(shù)
        2.2.1 鋼軌
        2.2.2 軌枕
        2.2.3 扣件
        2.2.4 道床阻力
    2.3 溫度力的計(jì)算
    2.4 非線性有限元方法的計(jì)算機(jī)求解過程
        2.4.1 有限元原理簡述
        2.4.2 軌道結(jié)構(gòu)各單元計(jì)算公式
        2.4.3 梁單元坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣
        2.4.4 結(jié)構(gòu)總剛度矩陣
        2.4.5 單元等效節(jié)點(diǎn)荷載
        2.4.6 建立單元平衡方程
        2.4.7 非線性有限元方程求解
3 軌道橫向不平順對無縫線路穩(wěn)定性的影響分析
    3.1 無縫線路穩(wěn)定性分析算例
    3.2 溫度對無縫線路穩(wěn)定性的影響
        3.2.1 升溫時(shí),無縫線路橫向位移變化規(guī)律
        3.2.2 鋼軌升溫40℃時(shí),內(nèi)外軌橫向位移對比
        3.2.3 內(nèi)外軌升溫不同時(shí)對軌道穩(wěn)定性的影響
    3.3 軌道橫向不平順對無縫線路穩(wěn)定性的影響
        3.3.1 單軌單節(jié)點(diǎn)軌道不平順鋼軌變形分析
        3.3.2 單軌雙節(jié)點(diǎn)軌道不平順鋼軌變形分析
        3.3.3 雙軌單截面雙節(jié)點(diǎn)軌道不平順鋼軌變形分析
        3.3.4 雙軌雙截面四節(jié)點(diǎn)軌道不平順鋼軌變形分析
4 軌道豎向和復(fù)合不平順對無縫線路穩(wěn)定性的影響分析
    4.1 軌道豎向不平順對無縫線路穩(wěn)定性的影響
        4.1.1 單軌單節(jié)點(diǎn)豎向不平順
        4.1.2 單軌雙節(jié)點(diǎn)豎向不平順
        4.1.3 雙軌單截面雙節(jié)點(diǎn)豎向不平順
        4.1.4 雙軌雙截面四節(jié)點(diǎn)豎向不平順
    4.2 軌道復(fù)合不平順對無縫線路穩(wěn)定性的影響
        4.2.1 雙軌單截面復(fù)合不平順
        4.2.2 雙軌雙截面復(fù)合不平順
5 軌道加強(qiáng)設(shè)備對無縫線路穩(wěn)定性的影響分析
    5.1 地錨拉桿設(shè)置密度對無縫線路穩(wěn)定性的影響
        5.1.1 以1m間隔設(shè)置地錨拉桿
        5.1.2 以2m間隔設(shè)置地錨拉桿
        5.1.3 以3m間隔設(shè)置地錨拉桿
        5.1.4 以4m間隔設(shè)置地錨拉桿
        5.1.5 以5m間隔設(shè)置地錨拉桿
    5.2 軌道不平順狀態(tài)下地錨拉桿對無縫線路穩(wěn)定性的影響
        5.2.1 軌道橫向不平順
        5.2.2 軌道豎向不平順
        5.2.3 軌道復(fù)合不平順
6 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 有待進(jìn)一步研究的問題
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號：3813545