[發(fā)明專利]一種路基不均勻沉降對軌道結(jié)構(gòu)隨機振動特性的分析方法

在審

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• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN108228932A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙巖;仲偉秋
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉

本發(fā)明公開了一種路基不均勻沉降對軌道結(jié)構(gòu)隨機振動特性的分析方法，包括以下步驟：S1：采集有砟軌道的鋼軌位移參數(shù)信息、鋼軌加速度的參數(shù)信息、軌枕位移的參數(shù)信息、軌枕加速度信息、道床位移信息和道床加速度信息；S2：建立路基不均勻沉降條件下對軌道結(jié)構(gòu)隨機振動特性的分析模型，通過計算路基不均勻沉降折減系數(shù)對軌道結(jié)構(gòu)的特性進行分析和評價；S3：總結(jié)整理出路基不均勻沉降對軌道結(jié)構(gòu)影響的因果關(guān)系，整理出數(shù)據(jù)參數(shù)值和影響分析報表圖。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軌道安全分析控制領(lǐng)域，尤其涉及一種路基不均勻沉降對軌道結(jié)構(gòu)隨機振動特性的分析方法。

背景技術(shù)

隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展和各種商業(yè)有限元軟件的出現(xiàn)，有限元法得到了飛快發(fā)展，并被用于各種分析中，如熱力學(xué)分析、流體力學(xué)分析、機械零件性能分析、結(jié)構(gòu)靜力和動力分析等等。在鐵路軌道結(jié)構(gòu)振動分析中，有限元法也逐漸被采用，在離散單元足夠小的情況下大大提高了計算結(jié)果的精確性，并解決了許多之前難以解決的問題。

有砟軌道結(jié)構(gòu)將會出現(xiàn)如下三種主要缺陷類型：1)由于橡膠墊板抗老化性和抗拉伸性的降低以及彈條的破損，所造成的扣件松脫或失效；2)由于道床板結(jié)、松散、不均勻沉降量的不斷積累或暗坑的存在，所造成的軌枕部分懸空或完全吊空；3)由于線路縱向地基土性質(zhì)和厚度的變化以及路基填料的不均勻和地下水的作用，所造成的路基不均勻沉降。

路基是按照路線位置和一定技術(shù)要求修筑的帶狀構(gòu)造物，它被直接用于支承軌道結(jié)構(gòu)，是鐵路線路的基礎(chǔ)。但是，在實際鐵路線路中，由于路基土層厚度和性質(zhì)沿著線路縱向是不斷變化的，而路堤填料在性質(zhì)上也存在著不均勻現(xiàn)象，再加上地下水的不斷侵蝕和列車荷載的長期反復(fù)作用等原因，路基不均勻沉降將不可避免。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明公開了一種路基不均勻沉降對軌道結(jié)構(gòu)隨機振動特性的分析方法：包括以下步驟：

S1：采集有砟軌道的鋼軌位移參數(shù)信息、軌枕位移參數(shù)信息、道床位移參數(shù)信息、枕上壓力信息和道床頂面壓力信息；

S2：建立路基不均勻沉降條件下對軌道結(jié)構(gòu)隨機振動特性的分析模型，通過計算路基不均勻沉降折減系數(shù)對軌道結(jié)構(gòu)的特性進行分析和評價；

S3：總結(jié)整理出路基不均勻沉降對軌道結(jié)構(gòu)影響的因果關(guān)系，整理出數(shù)據(jù) 參數(shù)值和影響分析報表圖。

所述路基不均勻沉降折減系數(shù)采用如下方式計算：

取路基支承剛度K_f′＝γ(x)K_f和阻尼C_f′＝γ(x)C_f，其中路基不均勻沉降折減系數(shù)γ(x)采用如下算法：

式中，x為距離沉降起點的長度；

a為路基不均勻沉降折減系數(shù)幅值，取值范圍為0～1.0；

l₀為沉降長度。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的一種路基不均勻沉降對軌道結(jié)構(gòu)隨機振動特性的分析方法，通過研究得到當出現(xiàn)路基不均勻沉降時，沉降幅值處軌道結(jié)構(gòu)各組件的振動能量都有了明顯增大，并且道床振動能量增加的最大，軌枕次之，鋼軌最小；路基不均勻沉降越嚴重，軌道結(jié)構(gòu)各組件振動能量的增幅也就越大，尤其當沉降幅值處路基剛度和阻尼為零時(工況三)，振動將變得尤為劇烈，必須予以重視。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明方法的流程圖。