重载铁路路基动力响应的数值分析

通过大型有限元软件ANSYS,建立轨道-路基三维有限元模型,分析路基动应力沿线路横向和纵向的分布规律,以及不同轴重和基床表层模量对路基动应力的影响,为以后重载铁路基床的设计和养护维修提供参考。研究结果表明:路基面竖向动应力沿线路横向和纵向的分布都不均匀,横向大致呈“M”形。基床表层动应力的衰减最为急剧,约为40%。随着轴重的增加,路基各层竖向动应力都在增加。基床表层弹性模量为150 MPa时,轴重每增加5 t,基床表面竖向动应力最大增加26.1%。40 t轴载下,基床表层弹性模量每增加50 MPa,基床表面竖向动应力最大增加2.68%。     

路基参数对无砟轨道结构受力影响有限元分析

建立了路基上无砟轨道有限元模型,并从应力极值的角度研究路基关键参数对板式轨道和双块式无砟轨道结构受力影响。结果表明,路基参数对板式和双块式轨道的影响规律基本一致;基床表层厚度和基床表层弹性模量变化对无砟轨道结构受力影响很小;基床底层弹性模量增加有利于改善无砟轨道结构受力分布,板式轨道轨道板和底座各向应力均有小幅下降,双块式轨道道床板和混凝土支承层纵向最大拉压应力均有较大幅度减小,基床最大压应力明显减小。     

斜坡路基沥青路面结构动力响应分析

斜坡地段公路的主要破坏形式是斜坡路基的稳定和沥青路面的纵向开裂。斜坡路基沥青路面的力学行为因其特殊的结构形式有其显著特点。现场调查表明轮载动力作用直接影响斜坡路基稳定及上承路面结构的响应。采用有限元软件ABAQUS建立了斜坡路基路面动力计算模型,分析了车辆荷载作用下斜坡路基动应力、路表弯沉以及基层层底拉应力的变化规律,重点研究了车辆轴载、行车速度、面层刚度、面层厚度、基层刚度、基层厚度、路基模量等外加荷载状态、路面层状组合与材料力学性能方面的参数对斜坡路基沥青路面结构动力响应的影响。分析认为斜坡路基填筑质量、基层厚度和动力作用对路面响应具有重要影响,设计、施工和管理中必需采取有针对性的措施以防止路面的早期破坏并保证路面的长期使用性能。     

基于快速拉格朗日的板式无砟轨道路基动力响应研究

将列车荷载简化为一激振力并作为等效轮轴荷载，运用FLAC3D内置的FISH语言编程实现列车荷载的定时、定点施加，从而模拟列车在轨道结构上的移动加载过程。以遂渝线板式无砟轨道路基结构为对象，建立三维动力分析模型，基于FLAC3D计算平台，利用编制的动力加载程序对轨道路基结构进行了动力响应计算，分析了列车移动荷载作用下路基各结构层的动位移、动应力响应特性以及动响应在路基深度范围内的衰减特性，并以基床表层为研究对象，着重考察了其刚度变化对路基动力响应的具体影响。     

高铁路基支承层的滑模施工

<正>0引言在中国高速铁路无砟轨道系统中,用于支承混凝土道床板或轨道板的结构层称为支承层,它具备一定的承力、扩散应力和抗弯能力。在日本,桥梁和路基上的板式无砟轨道支承层设计均大量采用钢筋混凝土结构;在德国,路基和短桥(涵)上的无砟轨道支承层设计上采用具有特殊要求的水硬性材料结构,长桥上则采用钢筋混凝土结     

沥青路面动力响应影响因素有限元分析

应用有限元软件Abaqus,建立了沥青路面结构动力分析三维有限元模型,应用该模型,分析了温度、层间接触和荷载等因素对沥青路面结构动力响应的影响规律。结果表明:路面结构各层动力响应受温度的影响较为显著,随着温度降低,面层模量增大,面层层底由受压状态变为受拉状态;不同层间界面的层间接触状态对路面结构各层动力响应量的影响程度不同,基层层底拉应力受基层与底基层层间接触条件的影响最为显著;路面结构各动力响应量随轴重的增加均显著提高,各动力响应量峰值与荷载幅值之间近似呈线性增长关系,不同轴型作用的多轮荷载沿深度方向的叠加效应明显。     

低路堤路基动力特性及长期性能技术措施研究

为探索高速公路交通荷载与降雨环境耦合作用下低路堤复杂的动力特性及长期性能保障技术措施,依托浙江省某低路堤高速公路为工程背景,结合现场埋深元件测试获取动应力、加速度、动位移等数据,分析了不同轴重和车速等条件下路基的动力特性差异,具体包括动力指标量值和竖向影响深度;考虑降雨环境对高速公路服役期路基动力特性影响,借助ABAQUS有限元分析软件建立"降雨环境-交通荷载-路基"三维数值模型,分析了降雨强度对路基服役期动力特性影响,具体包括中雨(1.25 mm/h)、大雨(2.5 mm/h)和大暴雨(10 mm/h)3类工况;考虑平原水网区低路堤高速公路受交通荷载和降雨环境长期耦合作用,结合路基填料设计、排水系统优化等角度,探讨了保障低路堤路基长期动力稳定性能的技术措施。结果表明:不同荷载条件下路基动应力、加速度和动位移存在差异,但沿路基深度均呈衰减趋势;动应力幅值与轴重成正相关,轴重20 t车辆的动应力幅值约为50 k Pa,约为轴重5 t车辆的动应力幅值的7~10倍;相对轴重10 t车辆荷载条件下,速度对动位移影响更大,轴重20 t车辆荷载条件对应动位移约0.60~1.02 mm;相比干燥路基状态,中雨、大雨和大暴雨降雨强度下路基动应力值提高约为3%~15%;合理路基填料设计可以提高低路堤刚度和强度,而完善的排水系统可降低交通荷载与降雨叠加引起的动力响应程度,均可在一定程度达到保障低路堤长期动力稳定的目的。     

重载铁路隧道内弹性支承块式无砟轨道结构优化研究

为解决现有弹性支承块式无砟轨道动态轨距变化量大、轨道几何形位的保持能力相对较弱的问题，提出一种斜坡型弹性支承块式无砟轨道。采用静力计算方法，通过分析钢轨和支承块变形、支承块相对支承块槽的位移以及支承块和道床板的受力状态，研究弹性支承块短侧面的合理坡度； 基于模拟落轴试验，研究斜坡型弹性支承块式无砟轨道部件刚度匹配问题。研究表明： 斜坡型弹性支承块对于控制轨道结构变形，改善支承块、橡胶套靴及道床板等轨道结构受力状态更加有利。建议在30 t轴重条件下，弹性支承块短侧面坡度取1∶5~1∶6，套靴刚度取200 kN/mm左右，块下垫板刚度取80 kN/mm左右较为合理。     

某高速铁路路基动力响应研究

针对某高速铁路上的一处典型路基,基于车辆—轨道—路基大耦合系统,并在考虑轨道不平顺性的前提下,利用Fortran语言对列车荷载作用下高速铁路路基的动力响应进行深入的研究,同时开展了相关的参数研究,从土体深度、列车速度以及轴重等方面对高速铁路路基的动应力相应进行研究。     

客运专线弹性支承块式无砟轨道动力分析

为研究弹性支承块式无砟轨道的动力特性,运用动力学基本原理,分析了扣件刚度、块下胶垫刚度与阻尼不同匹配以及轨枕块质量对基础受力的影响。结果表明:在满足轨道整体刚度时,扣件和枕下胶垫应尽量采用较小刚度值;对于不同激振频率段,应分别对待扣件和枕下胶垫阻尼取值;弹性支承块质量也如此。     

行车荷载作用下路基动态竖向应力测试研究

为了研究交通荷载对高速公路路基的影响,在不同交通荷载、车速及车型的情形下,对谷竹高速公路27标段路基进行了动态竖向应力测试。结果表明:在荷载作用下,路基竖向应力随深度增大而逐渐衰减,且在路基浅层衰减较慢,然后加速,达到一定深度后,再次变缓。随着交通荷载增加,路基工作深度及竖向应力也会随着增大,但荷载增到较大后,工作深度的增幅会降低。在相同交通荷载情形下,路基浅层竖向应力会随着行车速度增大而减小,但车速变化对路基的工作深度影响较小。车型对路基的影响与理论相符,增加后轴轮胎数目可以减小交通荷载对路基的影响。     

层间接触状态对半刚性基层沥青路面使用寿命的影响分析

基于弹性层状体系,利用Kenlayer程序研究了标准轴载作用下半刚性沥青路面层间接触状态对路面结构使用寿命的影响。分析结果表明:层间接触状态对路面结构层中应力的分布和路面使用寿命均有重要影响。完全连续状态下的路表弯沉值、结构层层底拉应力和路基顶部压应力要小于非完全连续状态的情况,基面层间的接触状态所产生的影响要大于面层间的接触状态。层间接触状况较差时,路面结构的使用寿命会有明显下降。层间完全连续状态下的路面使用寿命,几乎是其它层间接触状态下的2~4倍。因此,铺设路面时适当铺洒粘层和透层,可保证层间连续性,     

冲击荷载作用下不设搭板路桥过渡段的动力响应分析

针对桥头跳车引起的冲击荷载问题,运用有限元软件,对不设搭板的路桥过渡段在冲击荷载作用下动力响应进行分析,得到不同台阶高度、车速及轴重作用下不设搭板路桥过渡段的路表弯沉、基层底拉应力以及路基顶面压应变等力学响应值。结果表明:冲击荷载作用下路表弯沉、基层底拉应力及路基顶面压应变等指标均大于静载作用下的力学响应值,路面结构设计时,应在静载作用下路面力学响应值的基础上乘以相应的动载系数。     

有轨电车荷载作用下路基结构动力响应分析

采用有限元程序ABAQUS建立数值模型，研究有轨电车路基在荷载作用下的动应力变化规律，分析有轨电车动应力随着不同行车速度、路基横断面位置、路基深度的传递规律，同时分析不同基床结构与地基土下动力响应的变化情况。结果表明：动应力在路基中呈现出两端大，中间小的特点，总体上呈马鞍形分布；有轨电车轮载所引起的附加应力快速衰减，在深度达到0.7 m左右时，动应力衰减一半；路基结构中的动应力随基床结构弹性模量的增大而逐渐减小，并且受基床底层弹性模量影响更大；随着地基土弹性模量增大，路基结构内动应力会略微增大，但路基结构的竖向位移会大大减小。     

现代有轨电车基床结构设计方法研究

根据现代有轨电车运行的特点,参照《高速铁路设计规范》和《建筑结构荷载规范》,确定了现代有轨电车轮载冲击系数。基于实测资料,分析了基床表层动荷载分布形式,采用了基床表层动应力按三角形分布的方法。运用Boussinesq弹性理论公式和Odemark的模量与层厚当量假定,确定了路基不同深度处的动应力计算方法。     

深厚压缩层地基条件下既有高铁路基帮宽变形特性分析

为探究深厚压缩层地基上进行既有高速铁路无砟轨道路基帮宽面技术问题,结合某既有高速铁路路基帮宽实际工程,开展理论与数值计算分析。研究了帮宽荷载传递规律及附加应力分布及发展规律,通过合理选取数值计算参数进行了无砟轨道路基帮宽变形数值计算,并结合现场实测沉降数据分析,得到了帮填荷载作用下既有路基附加沉降分布规律。提出了以帮填宽高比作为帮宽设计控制参数。分析表明:帮填宽高比超过3.0以后,应加强帮宽部分地基处理。