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土质路基板式轨道力学分析

作　者: 李春霞
导　师: 李成辉
学　校: 西南交通大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 土质路基力学模型板式轨道力学分析
分类号: U213.212
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 295次
引　用: 14次
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内容摘要

随着现代高速铁路和城市轨道交通的快速发展,以少维修或不维修为特点的板式轨道得到了较快发展。在以往的板式轨道结构计算方面,都作了不同程度的模型简化,而且忽略了基床的对于轨道结构的重要性,不能较全面地反映板式轨道的实际受力状态。本文以土质路基板式轨道为研究对象,建立了土质路基板式轨道力学分析实体模型,对其力学性能进行了系统的分析。模型采用实体单元建模,所有结构以实际尺寸模拟,由于在刚度较小的土质路基上铺设板式轨道,对基床有更高的要求,所以本文把基床考虑在内,并对基床采用D-P材料进行模拟。考虑到混凝土底座和基床表层之间材料性质的差异,对二者的连接采用接触单元进行分析。针对在土路基上铺设板式轨道,为分析结构的变形和应力是否超出板式轨道的允许范围,选取了5种工况进行加载。分析结果表明,仅在考虑了一定动力系数的荷载的作用下,土质路基板式轨道结构的竖向沉降量和应力都较小,没有超过板式轨道自身的调整范围。底座和基床表层为不完全接触,混凝土底座在临近轨道板接头处出现了边缘翘曲的现象,基床表层和底层没有出现拉应力,符合基床表层材料的特性。而且轨道板在竖向和纵向出现较大的反弯区域,可知轨道板的上下表面在竖、纵两向都有受拉或受压的可能,且纵向应力比横向和竖向应力都要大的多,建议轨道板宜采用双层、双向配筋。对基床选取不同的弹性模量和泊松比进行了计算,分析结果表明,增大基床的弹性模量同时减小泊松比,可以减少轨道结构的变形量:混凝土底座受基床刚度条件的改变的影响最为明显,而且可以较大幅度降低轨道板纵向应力,减少配筋量。该模型的分析结果,可以用于板式轨道的轨道板、混凝土基座以及基床等的设计。

全文目录

第1章绪论  8-24
  1.1 无碴轨道发展现状  8-15
    1.1.1 无碴轨道的国外发展情况  9-13
    1.1.2 国内情况  13-15
  1.2 板式轨道在土质路基上的应用  15-20
    1.2.1 日本铁路土质路基无碴轨道  15-19
    1.2.2 国内状况  19-20
  1.3 在土质路基上铺设板式轨道存在的问题  20-22
  1.4 本文的主要研究内容  22-24
    1.4.1 建立土质路基板式轨道力学分析模型  22-23
    1.4.2 土质路基板式轨道受力分析  23
    1.4.3 基床刚度的改变对板式轨道的影响分析  23-24
第2章土质路基板式轨道力学模型  24-40
  2.1 以往板式轨道分析模型  24-31
    2.1.1 板式轨道的双层叠合梁模型  24-29
    2.1.2 轨道板-文克尔-地基分析模型  29-30
    2.1.3 弹性薄板有限元分析模型  30-31
  2.2 土质路基板式轨道分析模型  31-39
    2.2.1 应用有限元法建立土质路基板式轨道分析模型  32-39
  2.3 土质路基板式轨道模型分析参数  39-40
第3章土质路基板式轨道受力分析  40-51
  3.1 变形分析  41-44
  3.2 应力分析  44-51
第4章基床条件的改变对上层结构的影响分析  51-61
  4.1 变形分析  52-54
  4.2 竖向应力分析  54-56
  4.3 横向应力分析  56-58
  4.4 纵向应力分析  58-61
第5章结论与展望  61-64
  5.1 本文的主要工作及结论  61-62
  5.2 进一步的研究展望  62-64
致谢  64-65
参考文献  65-67
在读研究生期间发表的文章  67

土质路基板式轨道力学分析

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