【博士】高速道岔軌道剛度理論及應用研究【2008】

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內容簡介

　　學科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：西南交通大學　　學位年度： 2008年　　高速道岔的軌道剛度是影響列車過岔舒適性，道岔振動強度的重要參數，需要進行合理設置。本文針對高速道岔軌道剛度所涉及的幾個主要問題，在參考國內外研究情況的基礎上，進行了理論和部分試驗研究，并得到了相應的研究結論。論文主要研究工作分為以下幾個方面：　　(1)軌道剛度對高速車輛．道岔空間耦合振動的影響分析　　建立了完整的高速車輛一道岔空間耦合振動模型，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高速車輛．道岔耦合振動性能的影響。運用所建立的高速車輛．道岔空間耦合振動模型，分析了軌道剛度對車輛和道岔振動性能的影響，結果表明：軌道剛度變化對高速車輛走行部分、車體及道岔的振動具有明顯影響?！　?2)高速道岔軌道動剛度特性及其影響因素分析　　首次建立了高速道岔軌道動剛度計算模型和求解方法，并對高速道岔軌道動剛度特性及其影響因素進行了分析，結果表明：有砟道岔各部分鋼軌在0-250Hz的頻段上出現3個共振峰；無砟道岔各部分鋼軌在0-300Hz的頻段上只出現1個同相共振峰；扣件剛度和阻尼對道岔動剛度的影響較大，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分析了高速道岔軌道剛度的組成及相關計算方法，提出了高速道岔軌道剛度合理取值的5個評判準則：列車運行品質、道岔振動強度、應力水平、變形大小、部件剛度匹配關系。并建立了以高速車輛．道岔耦合動力計算及動態(tài)軌距擴大分析為核心技術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判準則及確定方法對我國客專道岔軌道剛度合理取值及部件剛度合理匹配進行了研究，所得結論可指導我國客專道岔的扣件剛度設計。　　(4)高速道岔軌道剛度分布規(guī)律及影響因素分析　　運用有限單元法，在考慮鋼軌類型、扣件i道床、間隔鐵和滑床臺等剛度影響因素的基礎上，首次建立了完整的高速道岔軌道剛度計算模型，并編制了相應的計算程序。運用本文建立的道岔軌道剛度計算方法，分析了我國客專道岔軌道剛度的分布規(guī)律，并對滑床臺聯(lián)結、尖軌刨切、間隔鐵傳力、扣件剛度、道床剛度等因素對道岔軌道整體剛度的影響進行了詳細的分析，為高速道岔軌道剛度均勻化工作提供了理論依據?！　?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則，并分析了合理設置板下膠墊剛度均勻軌道剛度的方法。詳細分析了超彈性有限元理論在膠墊剛度計算中的應用，為板下膠墊剛度設計提供了理論基礎；運用本文所提出的高速道岔軌道剛度均勻化準則及方法，對我國客專道岔軌道剛度均勻化進行了研究，提出了相應的工程方案；最后對道岔軌道剛度進行了現場測試，結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，同時還證明了本文建立的高速道岔軌道剛度計算理論的準確性?！　?6)高速道岔前后過渡段剛度合理設置研究　　在分析高速道岔路岔過渡段結構特性的基礎上，建立了高速車輛一道岔過渡段動力分析方法，并提出了高速道岔過渡段剛度合理設置的基本原則和評價指標，運用本文所建立的高速道岔過渡段分析方法，對高速道岔過渡段的動力特性進行了深入分析，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過渡段動力性能的影響，最后對我國客專線道岔前后過渡段剛度合理設置進行了研究，所得結論可用于指導我國客專道岔前后過渡段的剛度設計?！　?

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