路基不均匀沉降对车辆和轨道动力响应的影响VIP免费

第43卷第8期2015年8月同济大学学报(自然科学版)J0URNALOFTONGJIUNIvERSITY(NATURALscIENcE)VoI_43No．8Aug．2015文章编号：0253．374X(2015)06—1187—07DOI：10．11908／j．issn．0253—374x．2015．08．010路基不均匀沉降对车辆和轨道动力响应的影响张小会，周顺华，宫全关，杨新文(同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海201804)摘要：以经典车辆一轨道耦合动力学为基础，推导了考虑重力的板式轨道相关结构振动方程，结合多刚体的车辆系统动力学模型，建立了考虑重力的车辆一板式轨道垂向耦合分析模型，提出了通过路基反力变化模拟路基不均匀沉降的具体方法，并对模型和方法进行了必要的验证．利用该模型研究了行车速度及路基不均匀沉降(包括路基不均匀沉降幅值、路基不均匀沉降波长等)对系统动力响应的影响．研究表明：随着行车速度和路基不均匀沉降幅值的增加，系统响应均相应增加，路基不均匀沉降对车辆运行影响的控制性指标应以舒适性指标为主、安全性指标为辅；随着路基不均匀沉降波长的增加，系统动力响应存在一个先增加后减小的过程，路基不均匀沉降的敏感波长与混凝土底座的长度有关．关键词：板式轨道；路基沉降；重力作用；动力响应中图分类号：U211．5；U213文献标志码：AEffectofSubgradeDifferentialSettlementonDynamicResponseofVehicleandSlabTrackVerticalCoupledSystemZHANGXiaohu，2ttOUShunhua，GONGQuanmei，YANGXinwen(KeyLaboratoryofRoadandTrafficEngineeringoftheMinistryofEducation，Tbn旦jiUniversity，Shanghai201804，China)Abstract：Based．onthetheoryofvehicle—trackcouplingdynamics。thevibrationdifferentia1equationsofrai1，trackplateandconcretefootingintheslab-tracksystemwerededucedconsideringthegravityoftrackstructure．Combinedwiththevehicledynamicsmodelofmulti·rigid—bodies，avehicleandslabtrackverticalcoupleddynamicsmodelwasestablishedconsideringthegravityoftrackstructure．Themethodofcontrollingsubgradereactionforcewasproposedtoanalyzethedynamicresponseofvehicle—slabtracksysteminducedbyawiderangeofsubgradedifferentialsettlement，andthecoupledmodelandcontro1methodwereverifiedtobeaccurateandreliable．ThefactorsofSUbgradedifferentia1settlementaffectingthedynamicresponseofthesystem，includingdrivingspeed，magnitudeofthesettlementandwavelengthofthesettlement，wereanalyzed．Theresultshowsthatthedynamicsresponseincreaseswiththedrivingspeedandthemagnitudeofthesettlement．ThecomfortindexshouldbetreatedastheprimaryindexwhichiSmoreimportantthanthesafetyindexwhenfacingdifferentialsettlement．Alongwiththewavelengthofsettlementincreasing，therelativeresponsefirstincreasesandthendecreases．ThereexistsasensitivewavelengthofthedifferentialsettlementwhichiSrelatedwithtl1eIengt}10fconcretebase．Keywords：slabtrack；subgradesettlement；self-weight；dynamicresponse在我国已建或规划的铁路线路中，无砟轨道线路占有相当大的比例，而板式无砟轨道由于其具有稳定性好、平稳性高及维修性优良等特点，逐步成为其轨道结构选择的主流模式．目前，我国板式无砟轨道主要修建于隧道内、桩基础和复合地基基础之上，土建成本巨大．关于在土质路基上修建板式无砟轨道的研究尚处于起步阶段，其技术难点在于在部分地区，特别是软土地区，板式无砟轨道由于受到周边荷载环境变化的影响，不可避免地出现路基不均匀沉降的情况，直接影响列车的运行安全和舒适性．因此确定合理的路基不均匀沉降限值是其亟需解决的问题之一．然而现有的无砟轨道规范中路基不均匀沉降限值的制定主要基于无砟轨道结构强度设计理论，并未考虑路基不均匀沉降对于系统动力响应的影响，而其动力响应将直接影响列车的运行安全性、乘客舒适性以及相关结构部件的损耗．大量学者对路基不均匀沉降影响系统动力响应收稿日期：2014—03—25基金项目：国家自然科学基金(51478353)；中央...