探讨销钉高架车站到发线框架梁式无砟轨道结构

论文导读：算结果表明三种案例相差不大。(6)以抗剪销+胶垫结构案例为例,浅析了胶垫刚度、砂浆弹性模量、扣件系统刚度对框架梁式无砟轨道结构受力及车辆运营的影响,通过不同参数取值下的受力比较浅析,提出了胶垫刚度、砂浆弹性模量、扣件系统刚度相关参数的合理取值倡议。(7)在深入浅析框架梁式无砟轨道销钉受力原理和检算策略的基础上
摘要：我国客运专线铁路到发线多采取有砟轨道结构,与正线的无砟轨道接轨有着诸多多不足,如刚度过渡不均匀、养护维修多,影响线路运营等；如采取正线的无砟轨道结构型式,施工困难、成本又太高,由此应设计结构相对简易、经济可靠的到发线无砟轨道型式。到发线无砟轨道不仅综合了无砟轨道的技术特点及难点,而且涉及到许多与车站减振降噪、养护维修等相关的技术不足,是当今高速铁路及客运专线铁路建设急需解决的难题之一。本论文就高速铁路高架车站到发线框架梁式无砟轨道设计策略进行了全面系统的探讨,包括力学模型、计算策略、检算策略等,为框架梁式无砟轨道的设计提供了论述基础。本论文的主要工作如下：(1)在系统总结和浅析国内外无砟轨道的技术特点、设计策略及轨道动力学探讨近况的基础上,针对高速铁路高架车站到发线无砟轨道结构设计不足,提出了以框架梁式无砟轨道为探讨对象,以有限元策略为基础,以减小轨道受力、变形及车辆动力性能为目标的探讨思路。(2)在充分考虑框架梁式无砟轨道系统结构特点、受力机理的基础上,建立了框架梁式无砟轨道静力浅析模型和车辆—轨道耦合动力学浅析模型,对车辆、钢轨、扣件、无砟轨道部件等进行了模拟,实现了无砟轨道静、动态设计,并对论述浅析模型进行了验证。(3)浅析了列车荷载、温度荷载、桥梁挠曲荷载的作用方式及对框架梁式无砟轨道结构受力和变形的影响,结果表明列车荷载对框架梁式无砟轨道结构受力影响最大,其次为垂向温度梯度荷载,再次为桥梁挠曲荷载,而纵向温度荷载梯度的影响最小得出了框架梁式无砟轨道荷载组合设计。(4)基于所建立的论述浅析模型和荷载组合方式对框架梁式无砟轨道结构的框架梁合理长度进行了深入浅析,5450型和6450型框架梁的底部和顶面纵向弯矩分布较合理,为最优长度取值。倡议综合考虑静、动力学特性及技术、经济与整体性等方面的因素,确定最合理的长度取值。(5)对抗剪销+胶垫案例、L型支座+胶垫案例、抗剪销+CA砂浆三种不同的框架梁式无砟轨道锚固案例进行了比较浅析,静力计算结果表明抗剪销+五对胶垫案例最优、L型支座+五对胶垫案例次之、抗剪销+CA砂浆案例最差,动力计算结果表明三种案例相差不大。(6)以抗剪销+胶垫结构案例为例,浅析了胶垫刚度、砂浆弹性模量、扣件系统刚度对框架梁式无砟轨道结构受力及车辆运营的影响,通过不同参数取值下的受力比较浅析,提出了胶垫刚度、砂浆弹性模量、扣件系统刚度相关参数的合理取值倡议。(7)在深入浅析框架梁式无砟轨道销钉受力原理和检算策略的基础上,对销钉的纵向和横向受力进行了检算,结合销钉位置对无砟轨道受力的影响浅析,优化了销钉布置方式,提出了销钉结构的设置原则供框架梁式无砟轨道设计参考。本论文建立的高速铁路高架车站到发线框架梁式无砟轨道设计策略比较改善,计算模型、策略正确,仿真浅析结果可信,对我国高速铁路到发线无砟轨道结构设计具有重要的指导作用。关键词：高速铁路论文框架梁式无砟轨道论文荷载组合论文动力特性论文销钉论文
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Abstract8-14
第1章 绪论14-29

1.1 国外高速铁路无砟轨道结构14-19

1.1 德国14-17

1.2 日本17-18

1.3 其他国家18-19

1.2 国内高速铁路无砟轨道结构19-22

1.2.1 CRTSⅠ型双块式无砟轨道19

1.2.2 CRTSⅡ型双块式无砟轨道19-20

1.2.3 CRTSⅠ型板式无砟轨道20

1.2.4 CRTSⅡ型板式无砟轨道20-21

1.2.5 CRTSⅢ型板式无砟轨道21-22

1.3 普通铁路与城市轨道交通铁路无砟轨道22-25

1.3.1 支承块式无砟轨道23

1.3.2 梯子型无砟轨道23-25

1.4 无砟轨道力学探讨概况25-27

1.4.1 国内外静力学的探讨近况25-26

1.4.2 国内外动力学的探讨近况26-27

1.5 本论文的主要探讨工作及革新点27-29

1.5.1 主要探讨工作27-28

1.5.2 主要革新点28-29

第2章 到发线无砟轨道结构型式探讨29-37

2.1 到发线无砟轨道结构选型原则29

2.2 到发线无砟轨道结构型式的提出29论文导读：1217.2.1静力学浅析116-1207.2.2动力学浅析1207.2.3结论120-1217.3扣件系统刚度的影响121-1257.3.1静力学浅析121-1237.3.2动力学浅析123-1247.3.3结论124-1257.4小结125-126第8章抗剪销钉检算与优化设计126-1388.1抗剪销钉设计原理126-1288.2销钉抗剪承载能力计算128-1308.3销钉纵向受力浅析130-1348.3.1温度力
-31

2.1 到发线无砟轨道的技术要求29-30

2.2 现行无砟轨道结构型式浅析30

2.3 到发线无砟轨道结构型式的提出30-31

2.3 框架梁式无砟轨道结构初步设计31-35

2.3.1 框架梁及底座板的设计31-32

2.3.2 框架梁与底座板的连接设计32-35

2.4 框架梁式无砟轨道结构关键技术35-37

第3章 框架梁式无砟轨道模型的建立37-52

3.1 框架梁式无砟轨道静力学模型37-42

3.

1.1 静力学模型的假定37

3.

1.2 静力学模型的建立37-42

3.2 框架梁式无砟轨道动力学模型42-48
3.

2.1 车辆模型43-45

3.

2.2 轨道模型45

3.

2.3 桥梁模型45-46

3.

2.4 轮轨接触模型46-48

3.3 主要计算参数48-50

3.1 车辆参数48

3.2 轨道参数48-50

3.3 桥梁参数50

3.4 论述模型的验证50-51

3.5 小结51-52

第4章 框架梁式无砟轨道荷载组合的探讨52-61

4.1 列车荷载的影响52-54

4.2 温度荷载的影响54-56

4.

2.1 垂向温度梯度的影响54-55

4.

2.2 纵向温度梯度的影响55-56

4.3 桥梁挠曲荷载的影响56-60
4.

3.1 桥梁挠曲荷载的计算策略56-58

4.

3.2 桥梁挠曲荷载的影响58-60

4.4 小结60-61
第5章 框架梁合理长度的选取61-86

5.1 概述61-62

5.2 结构总位移62-69

5.

2.1 车辆轮载竖向荷载工况62-65

5.

2.2 车辆轮载总荷载工况65-69

5.3 竖向位移69-75
5.

3.1 车辆轮载竖向荷载工况69-72

5.

3.2 车辆轮载总荷载工况72-75

5.4 竖向应力75-82
5.

4.1 车辆轮载竖向荷载工况75-78

5.

4.2 车辆轮载总荷载工况78-82

5.5 纵向应力82-85

5.1 车辆轮载竖向荷载工况82-83

5.2 车辆轮载总荷载工况83-85

5.6 小结85-86

第6章 框架梁式无砟轨道力学特性86-111

6.1 抗剪销+胶垫结构案例力学特性86-100

6.

1.1 抗剪销+三对胶垫案例86-91

6.

1.2 抗剪销+四对胶垫案例91-94

6.

1.3 抗剪销+五对胶垫案例94-100

6.2 L型支座+胶垫结构案例力学特性100-104
6.

2.1 静力学特性浅析100-103

6.

2.2 动力学特性浅析103-104

6.3 抗剪销+CA砂浆结构案例力学特性104-107
6.

3.1 静力学特性浅析104-106

6.

3.2 动力学特性浅析106-107

6.4 案例的比较浅析107-110
6.

4.1 静力学浅析结论107-109

6.

4.2 动力学浅析结论109-110

6.5 小结110-111
第7章 框架梁式无砟轨道结构参数优化设计111-126

7.1 胶垫刚度的影响111-116

7.

1.1 静力学浅析111-114

7.

1.2 动力学浅析114-116

7.

1.3 结论116

7.2 砂浆弹性模量的影响116-121
7.

2.1 静力学浅析116-120

7.

2.2 动力学浅析120

7.

2.3 结论120-121

7.3 扣件系统刚度的影响121-125
7.

3.1 静力学浅析121-123

7.

3.2 动力学浅析123-124

7.

3.3 结论124-125

7.4 小结125-126
第8章 抗剪销钉检算与优化设计126-138
8.1 抗剪销钉设计原理126-128
8.2 销钉抗剪承载能力计算128-130
8.3 销钉纵向受力浅析130-134
8.

3.1 温度力的影响131-132

8.

3.2 列车制动力的影响132-133

8.

3.3 桥梁变形的影响133

8.

3.4 销钉数量计算133-134

8.4 销钉横向受力浅析134-135
8.5 销钉位置影响探讨135-137
8.6 小结137-138
第9章 结论138-142
9.1 主要工作和结论138-140
9.2 进一步探讨的不足140-142
致谢142-143
参考文献143-151
攻读博士学位期间发表的学术论文151
参加的主要科研项目151