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1、第21卷第2期铁道学报Vol.21No.21999年4月JOURNALOFTHECHINARAILWAYSOCIETYApril1999文章编号:1001-8360(1999)02-0084-88不平顺条件下高速铁路路基的动力分析12梁波,蔡英(1兰州铁道学院土木系,甘肃兰州730070;2西南交通大学铁道与道路工程系,四川成都610031)摘要:从引起车辆振动的几何不平顺条件入手,用一与不平顺管理标准相应的激振力来模拟列车竖向动荷载。通过非线性数值分析,探讨了路基在不平顺条件下的动态响应。揭示了路基不同部位刚度变化对基面变形、动应力及加速度的影响规律。并与
2、部分实测、计算资料进行了对比。关键词:高速铁路;路基;几何不平顺;动力分析分类号:U238;U211.3文献标识码:ADynamicAnalysisonSubgradeofHighSpeedRailwaysinGeometricIrregularConditionLIANGBo,CAIYing(1Dept.ofcivilEngineering,LanzhouRailwayInstitute,Lanzhou730070,China;2Dept.ofRailwayandRoodEng.,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610
3、031,China)Abstract:Startwiththegeometricirregularitywhichcausesthevehicledynamics,thispaperusesanexcitingforcecorrespondingwiththemanagestrandardofirregularitytosimulatetheverticaldynamicloadofthetrain.Usingnon-linearnumericalanalyses,thispaperresearchesthedynamicresponseofsubgrade
4、ingeometricirreg-ularcondition,andrevealstheinfluencelawbywhichthestiffnesschangesofdifferentpartsofsubgradecausethedeformationofbasesurface,thedynamicstressandtheacceleration.Insomeconcernedparties,thecalculat-edresultsarecomparedwiththeotherdata.Keywords:highspeedrailways;subgrad
5、e;Geometricirregularity;dynamicanalysis高速列车与线路结构的相互作用已成为当前研究及道床厚度的动态响应。高速课题的主要内容。作为轨下基础的路基在传统的1分析计算模型设计观念中只占从属的位置,但随着高速、重载的发[1]展,路基已发挥出越来越重要的作用。1.1荷载模型高速铁路轨下基础的受力十分复杂,突出需要解列车荷载一直是难于处理的问题。文献[3]利用波决的问题有两方面:一是路基土的强度疲劳失稳,包括动的可叠加性,采用了多组轮对用Fourie级数形式表基床及向下传递的动应力大小和路基土的永久变形;达的列车荷载,它适用于波传导
6、单元。实际上,列车荷二是轨下基础的变形疲劳失稳,包括瞬时振动的道床载是通过钢轨传递到枕木再传递下去的,完全可以用[2]振动加速度和基面变形。因此,如何控制轨下基础的一简单的、能够反映其周期特点的类似激振形式的力设计参数是问题的关键。来表达。轨道几何不平顺是引起车路系统各种动态响应的根据英国铁路技术中心多年来的大量理论研究和主要原因。当高速线路采用无缝线路时,随机不平顺将[4]实验工作表明,产生竖向轮轨力的主要原因是由各占主导地位。基于这一思路,本文在考虑不平顺激励的种不平顺及轮周局部扁瘢等造成的。实验还表明,竖向前提下,探讨高速铁路路基对不同路基刚度、行车速
7、度轮轨力主要出现在三个频率范围内:(1)低频范围(0.5收修改稿日期:1997-11-21～10Hz),几乎全由车体对悬吊部分的相对运动所产基金项目:铁道部科技基金项目(J93G011)作者简介:梁波(1964—),男,副教授,博士生;(2)中频范围(30～60Hz),由于簧下轮对质量对于第2期不平顺条件下高速铁路路基的动力分析85钢轨的回弹作用而产生;(3)高频范围(100～400Hz),为:L1=10m,a1=3.5mm;L2=2m,a2=0.4mm;由于钢轨的运动受到轮轨接触面的抵抗所产生。实测L3=0.5m,a3=0.08mm。对应于v=180～32
8、4km/h表明,轮轨作用力在中低频范围较为剧烈,高频
