移动荷载下无砟轨道路基动应力和动位移研究

• Published in: 铁道标准设计 Vol. 68; no. 12; pp. 37 - 51
• Main Authors: 刘刚, 王立安, 罗文俊, 余翠英, 李策
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 华东交通大学理学院,南昌 330013 01.12.2024; 江西省防灾减灾及应急管理重点实验室(华东交通大学),南昌 330013%江西省防灾减灾及应急管理重点实验室(华东交通大学),南昌 330013
• Subjects: 竖向动应力; ballastless track subgrade; 二次开发; vertical dynamic displacement; 高速铁路; moving loads; 无砟轨道路基; vertical dynamic stress; 竖向动位移; 移动荷载; high speed railway; secondary development
• ISSN: 1004-2954
• DOI: 10.13238/j.issn.1004-2954.202304200007

U213.1%U238; 无砟轨道路基是承受上部轨道结构自重和列车动荷载的基础,移动荷载作用下路基内部应力应变状态的求解是路基动力学研究的关键.为准确计算移动列车荷载作用下路基的竖向动应力和动位移,建立CRTSⅢ型板式无砟轨道-路基-地基数值模型,改进轮轨激振力表达式,基于有限元软件荷载子程序二次开发实现了列车动荷载的模拟,并开展一系列的动力显式数值计算.研究结果表明:路基表面产生与轮轨力数量相对应的动力响应峰值,且最大值出现在第3个转向架荷载通过时刻;路基与混凝土底座板边缘接触位置产生应力集中,竖向动位移在轨道结构下方区域均匀分布;列车荷载引起的路基振动沿深度方向衰减并向轨道中心线位置叠加,在路基底面竖向动应力和动位移分别为8kPa、0.89 mm;随着车速增加,路基动应力和动位移显著增大;增加路基高度能有效提升路基的荷载缓冲能力,但动位移和动应力的衰减趋势逐渐放缓.综合分析表明,底座板边缘位置和路堤中心区域的土体强度需要受到重视.