[發明專利]基于縱橫垂向空間耦合模型的高速鐵路無縫道岔設計

無效

• 申請號: 200910236843.0
• 申請日: 2009-11-02
• 公開（公告）號: CN101714183A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發明（設計）人: 高亮;陶凱;曲村;喬神路;劉衍峰;孫大新
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

1.一種基于縱橫垂向空間耦合模型的高速鐵路無縫道岔設計方法，其特征 在于，該高速鐵路無縫道岔設計考慮了尖軌、心軌截面的實際變化、限位器安 裝誤差、牽引點之間的位移耦合以及鋼軌的縱向位移對軌距的影響等因素，此 外，還考慮了行車方向對道岔尖軌、心軌尖端位移的影響，和僅單側有扣件的 基本軌前側部分實際情況；

在高速鐵路無縫道岔溫度力與位移的傳遞過程中，考慮對傳力部件：鋼軌、 扣件、軌枕、限位器、間隔鐵和螺栓的影響，具體包括如下步驟：

(1)鋼軌建模時，采用梁單元進行模擬，鋼軌按實際截面屬性進行建模， 考慮鋼軌的截面積、慣性矩以及扭轉彎矩這些參數，鋼軌按照支承節點劃分有 限長梁單元，全面考慮縱、橫、垂向線位移及轉角；在計算道岔尖軌橫向變形 時，考慮尖軌的實際截面積和慣性矩的變化、牽引點之間的橫向位移耦合以及 鋼軌縱向位移對尖軌橫向變形的影響，道岔尖軌與可動心軌前端可自由伸縮， 尖軌或可動心軌尖端位移為其跟端位移與自由段伸縮位移之和；

(2)道岔區的扣件采用非線性彈簧單元進行模擬，可全面考慮扣件的縱、 橫向阻力和垂向剛度，縱、橫向扣件彈簧作用于鋼軌支承節點上，可阻止鋼軌 相對于軌道板或岔枕的縱、橫向位移，扣件縱、橫向阻力可按常量或變量形式 輸入，扣件垂向剛度取扣件的支點剛度；

(3)有砟軌道的軌枕采用梁單元進行模擬，考慮軌枕的截面積、高度以及 慣性矩等實際參數，軌枕按照較小間距的支承節點劃分單元，全面考慮縱、橫、 垂向線位移及轉角；道床的縱橫向阻力采用非線性彈簧單元進行模擬，阻力值 取單位岔枕長度的阻力，可按常量或變量形式輸入；道床垂向剛度用垂向彈簧 模擬，其值取道床支承剛度；

(4)限位器結構子母塊為非絕對剛性構件，隨著相對位移的不同，其阻力 也是非線性的，故尖軌跟端限位器結構采用非線性彈簧單元進行模擬，限位器 阻力值采用相關試驗取得的數據；在計算尖軌鋼軌橫向變形時，考慮限位器子 母塊在軌溫變化時實際接觸位置的最不利影響；

(5)翼軌末端以及轍岔跟端通過間隔鐵結構固定，間隔鐵結構采用非線性 彈簧單元進行模擬，間隔鐵阻力值采用相關試驗取得的數據；

(6)通過對道岔各個部件的模擬和組合，建立縱橫垂向空間耦合的高速鐵 路無縫道岔整體計算模型。