温度力作用下有砟轨道无缝线路稳定性分析

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:yuan_kai
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随着高速铁路的发展,无缝线路已经逐渐取代早期建设的普通线路。无缝线路没有普通线路所存在的钢轨接缝,使得旅客的舒适性列车的行车速度都得到了很大的提高。但是,没有轨缝也使得钢轨不能伸缩,导致钢轨中存在巨大的温度力。如果温度力过大,就会使轨道框架失去稳定,进而产生破坏。本文通过对影响无缝线路稳定性的影响因素的理论分析,深入的分析了稳定理论和轨道的失稳特征,利用有限元理论,通过ANSYS有限元软件,建立有砟轨道有限元模型。在模型的建立过程中,考虑了钢轨相对于轨枕的转动、道床阻力的非线性、列车荷载导致的轨排浮起等因素。在模拟的过程中,利用荷载增量法,对影响无缝线路稳定性的因素进行仿真计算,得出其荷载—位移曲线。通过分析它们对无缝线路稳定性影响的特点,来探讨影响因素对无缝线路影响的一般规律。经过分析得出,锁定轨温是控制钢轨内部温度力的标准,确定最合适的锁定轨温,可以从根本上解决钢轨内部温升太大或者太小的问题。钢轨的水平刚度、道床阻力、扣件阻力都会对无缝线路稳定性产生有利的因素,当钢轨的水平刚度、道床阻力、扣件阻力的增大时,无缝线路的稳定性也会随之增强;而钢轨温度力、轨道初始弯曲、车辆两转向架之间产生的负弯矩都对无缝线路产生不利因素,无缝线路的稳定性会随着钢轨温度力、轨道初始弯曲、车辆两转向架之间产生的负弯矩的增大而减小。轨道初始弯曲虽然无法消除,但对无缝线路稳定性影响最大的是,弯曲矢长比比较大的轨道初始弯曲处。所以在无缝线路的养护和施工中,要特别注意矢长比比较大的弯曲,对其进行消灭或者降低矢长比。由于为钢轨提供横向力的只有扣件和道床横向阻力,而现今的制造工业比较发达,钢轨的扣件一般都会满足无缝线路的强度要求,可以保证对钢轨的扣压力,但是,有砟轨道道床是由不同粒径的道砟堆砌而成的,它的受力情况非常复杂,其阻力也是比较难保证的。所以,道床横向阻力是保证稳定性最重要的因素。在铺设和线路的养护维修时,要时刻注重道床的状态,杜绝出现轨枕的空吊板,抽样调查轨枕周围道砟的级配情况。总之,对无缝线路稳定性因素的分析和研究,对高速铁路的发展有着重大的意义。
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