多个列车轮载作用下铁路道床结构安定性分析

• 作者: 庄妍 张升 张占荣 王康宇
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 学科: 交通运输
• 关键词: 多列车轮载 铁路道床 Gauss函数 安定分析 弹性应力场
• 年，卷（期）: 2020,（8）
• 所属期刊栏目: 地质工程? 土木工程
• 页码范围: 2343-2352
• 页数: 10页
• 分类号: U213.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2020.08.028

摘要

为了更全面地了解铁路道床结构的安定行为,根据列车轮载作用下于Winkler连续均匀弹性地基上的钢轨竖向挠曲变形规律,采用基于Gauss函数的轨枕荷载分担比的近似计算方法,确定单个和多个轮载作用于不同位置处的轨枕荷载分担比.基于BOUSSINESQ和CERRUTI解答,推导竖向和水平均布荷载作用下半无限空间结构中的弹性应力场的解析表达,并结合Melan静力安定定理,提出多个列车轮载作用下铁路道床结构的安定性分析方法,通过与已有文献计算结果的对比,对推导的弹性应力场解析方法及静力安定分析方法的可行性和计算结果的准确性进行验证.基于铁路道床结构的安定性分析方法,研究多个列车轮载作用下道床材料参数对其安定荷载的影响规律.研究结果表明:对于和谐号CRH3型电力动车组高速列车,其轨枕荷载分担仅在1个转向架的2个轮轴荷载之间存在叠加影响,且在其影响范围内轨枕荷载分担比呈现"M"形分布;道床结构的静力安定荷载随内摩擦角增大而增大,尽管泊松比是影响结构弹性应力场的重要参数,但其对道床安定荷载的影响较小;在满足经济性的前提下,适当选用高强度的材料,能有效提高给定摩擦因数下道床结构的承载能力.