【博士】高速道岔軌道剛度理論及應(yīng)用研究【2008】

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　　學(xué)科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：西南交通大學(xué)　　學(xué)位年度： 2008年　　高速道岔的軌道剛度是影響列車過岔舒適性，道岔振動(dòng)強(qiáng)度的重要參數(shù)，需要進(jìn)行合理設(shè)置。本文針對(duì)高速道岔軌道剛度所涉及的幾個(gè)主要問題，在參考國(guó)內(nèi)外研究情況的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了理論和部分試驗(yàn)研究，并得到了相應(yīng)的研究結(jié)論。論文主要研究工作分為以下幾個(gè)方面：　　(1)軌道剛度對(duì)高速車輛．道岔空間耦合振動(dòng)的影響分析　　建立了完整的高速車輛一道岔空間耦合振動(dòng)模型，在高速道岔模型中，首次將扣件剛度、道床剛度考慮成縱向可變，以便分析高速道岔軌道剛度縱向不均勻分布對(duì)高速車輛．道岔耦合振動(dòng)性能的影響。運(yùn)用所建立的高速車輛．道岔空間耦合振動(dòng)模型，分析了軌道剛度對(duì)車輛和道岔振動(dòng)性能的影響，結(jié)果表明：軌道剛度變化對(duì)高速車輛走行部分、車體及道岔的振動(dòng)具有明顯影響。　　(2)高速道岔軌道動(dòng)剛度特性及其影響因素分析　　首次建立了高速道岔軌道動(dòng)剛度計(jì)算模型和求解方法，并對(duì)高速道岔軌道動(dòng)剛度特性及其影響因素進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：有砟道岔各部分鋼軌在0-250Hz的頻段上出現(xiàn)3個(gè)共振峰；無砟道岔各部分鋼軌在0-300Hz的頻段上只出現(xiàn)1個(gè)同相共振峰；扣件剛度和阻尼對(duì)道岔動(dòng)剛度的影響較大，道床剛度的影響較小?！　?3)高速道岔軌道剛度合理取值和部件剛度合理匹配研究詳細(xì)分析了高速道岔軌道剛度的組成及相關(guān)計(jì)算方法，提出了高速道岔軌道剛度合理取值的5個(gè)評(píng)判準(zhǔn)則：列車運(yùn)行品質(zhì)、道岔振動(dòng)強(qiáng)度、應(yīng)力水平、變形大小、部件剛度匹配關(guān)系。并建立了以高速車輛．道岔耦合動(dòng)力計(jì)算及動(dòng)態(tài)軌距擴(kuò)大分析為核心技術(shù)的高速道岔軌道剛度合理取值的確定方法。最后采用本文提出的高速道岔合理取值評(píng)判準(zhǔn)則及確定方法對(duì)我國(guó)客專道岔軌道剛度合理取值及部件剛度合理匹配進(jìn)行了研究，所得結(jié)論可指導(dǎo)我國(guó)客專道岔的扣件剛度設(shè)計(jì)。　　(4)高速道岔軌道剛度分布規(guī)律及影響因素分析　　運(yùn)用有限單元法，在考慮鋼軌類型、扣件i道床、間隔鐵和滑床臺(tái)等剛度影響因素的基礎(chǔ)上，首次建立了完整的高速道岔軌道剛度計(jì)算模型，并編制了相應(yīng)的計(jì)算程序。運(yùn)用本文建立的道岔軌道剛度計(jì)算方法，分析了我國(guó)客專道岔軌道剛度的分布規(guī)律，并對(duì)滑床臺(tái)聯(lián)結(jié)、尖軌刨切、間隔鐵傳力、扣件剛度、道床剛度等因素對(duì)道岔軌道整體剛度的影響進(jìn)行了詳細(xì)的分析，為高速道岔軌道剛度均勻化工作提供了理論依據(jù)。　　(5)高速道岔軌道剛度均勻化研究　　從剛度取值、軌道變形、工程可行性等方面首次提出了高速道岔軌道剛度均勻化準(zhǔn)則，并分析了合理設(shè)置板下膠墊剛度均勻軌道剛度的方法。詳細(xì)分析了超彈性有限元理論在膠墊剛度計(jì)算中的應(yīng)用，為板下膠墊剛度設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)；運(yùn)用本文所提出的高速道岔軌道剛度均勻化準(zhǔn)則及方法，對(duì)我國(guó)客專道岔軌道剛度均勻化進(jìn)行了研究，提出了相應(yīng)的工程方案；最后對(duì)道岔軌道剛度進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，結(jié)果不僅證明了本文提出的高速道岔軌道剛度均勻化方法合理、有效，同時(shí)還證明了本文建立的高速道岔軌道剛度計(jì)算理論的準(zhǔn)確性?！　?6)高速道岔前后過渡段剛度合理設(shè)置研究　　在分析高速道岔路岔過渡段結(jié)構(gòu)特性的基礎(chǔ)上，建立了高速車輛一道岔過渡段動(dòng)力分析方法，并提出了高速道岔過渡段剛度合理設(shè)置的基本原則和評(píng)價(jià)指標(biāo)，運(yùn)用本文所建立的高速道岔過渡段分析方法，對(duì)高速道岔過渡段的動(dòng)力特性進(jìn)行了深入分析，并研究了過渡段剛度差、行車方向和行車速度等影響因素對(duì)過渡段動(dòng)力性能的影響，最后對(duì)我國(guó)客專線道岔前后過渡段剛度合理設(shè)置進(jìn)行了研究，所得結(jié)論可用于指導(dǎo)我國(guó)客專道岔前后過渡段的剛度設(shè)計(jì)?！　?

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