高速铁路路基与桥梁过渡段问题的研究.pptVIP

路 基 中 的 过 渡 段  Transition regions Another set of dynamic problems occurs at locations where a railway track exhibits abrupt changes in the vertical stiffness. They usually take place at abutments of open-deck bridges, at the ends of a tunnel, at grade crossings with a highway or a railway, and at locations where rigid culverts are placed close to the tie bottoms. 桥路、桥涵、隧路、无碴有碴 　主要存在２方面问题：　　 受到列车荷载影响较大的范围内(基床以上部分)线路结构抵抗变形能力差异，即轨道综合模量(刚度)平顺过渡的问题(舒适度问题）； 刚性桥台与土工结构的柔性路基间工后沉降差引起轨面弯折的限值问题． 二 过渡段设置目的 　 　 产生这种现象的主要原因有以下几个方面： 地基条件原因 桥台后路堤填料的原因 设计及施工的原因 重桥轻路的意识 路基与桥台结构的差异 　 　影响线路运行质量的因素还有: 桥上轨道技术状态和种类。 路桥过渡区段轨道技术状态和种类。 机车车辆的类型，运行速度和技术状况。 二．高速列车与路桥过渡段相互作用力学分析模型 1.机车车辆模型： 车辆模拟成一个以速度V运行于线路上的多刚体动力系统，各刚体分别为：车体、前转向架、后转向架、第一轮对、第二轮对、第三轮对、第四轮对。 2.道线路模型： 依据“钢轨是靠各个轨枕延纵向支承于道床和路基” 的事实，将轨道结构用连续弹性点Euler支承梁和三层(钢轨一轨枕一道床)离散的线性振子相连接来模拟轨道线路，钢轨被当作连续点支承的无限长梁，在X=Xi处与三层线性谐振子相连，相临支撑点距离即轨枕间距，连接关系如图所示。 车辆系统的动力学方程由D’Alembert原理获得，轨道系统的动力学方程中需要将钢轨四阶偏微分方程转化成普通二阶常微分方程组。最后，可将列车一轨道系统的动力学方程写成如下标准形式： 　[M]{X’’}+[C]{X’}+[K]{X}=[F] 为了高效快速求解这一大型振动系统响应，这里采用快速数值积分方法，从而在普通微机上实现了列车一路桥过渡段系统的动力学仿真分析. 路桥过渡段动力学性能计算方案 在研究轨道过渡段动力特性时，考虑下列因素变化的影响: 由地基(或填土)沉降引起的轨道变形； 沉降差(A)取5cm, 10cm, 15cm； 行车速度(V)取80, 160, 200km/h ； 行车方向考虑从低刚度到高刚度轨道和从高刚度到低刚度轨道两种； 过渡段长(L)取10 m,2 0 m,30m。 为了完整分析和评价列车通过轨道过渡段时系统的动力学性能，特选取下列评价内容: 1) 轮轨垂向力Fwr (k N) 2) 钢轨支点压力Fr (k N) 3) 路基基床表面应力 ( Mpa) 4) 钢轨加速度ar (m/s2) 5) 轨枕加速度as (m/s2) 6) 道床加速度ab (m/s2) 7) 车体加速度av (m/s2) 8) 车轮悬浮量yw (mm) 沉降差5 cm, 行车方向为从高刚度轨道到低刚度轨道，过渡段长度为20 m，行车速度分别取80、160、200 km/h三档。 三 路隧过渡的动力学分析 Category I（增加轨道刚度） 四.路桥过渡段的工程措施 工程上常用的措施: 1.在轨道刚度较小一侧增大路基基床的垂向刚度，以减少路基的沉降。 2.在轨道刚度较小一侧增大轨道的垂向刚度。 3.在轨道刚度较大一侧降低轨道的垂向刚度。 4.改进桥头路面结构。 日本新干线的路桥过渡段设置措施 德国高速铁路的路桥过渡措施 国外常用的方法 2 碎石类优质材料填筑法 日本 德国 3过渡板法 注意：①由于列车荷载更大，速度更快，过渡段将更长更厚，这对过渡板的受力非常不利，一旦破损，更换将及其困难。②该处理方法对轨道刚度均匀过渡有利，但不能减少路堤及地基沉降，必须配以其他处理措施才能有效控制由此引起的轨面弯折变形， 我国过渡段的处理措施 1 路桥过渡段 2 路堤与横向结构物的过渡段 3路堤与路堑连接处的过渡段 路基面应力增加，其它均减小 四 Remedies at Track Transitions