无砟轨道路基面支承刚度理论计算及应用.pdfVIP

第31卷 ，第l期 中 国 铁 道 科 学 Vo1．31 No．1 2010年 1月 CH1NA RAILW AY SCIENCE January，2010 文章编号：1001—4632 (2010)01—0021—06 无砟轨道路基面支承刚度理论计算及应用 徐 鹏，蔡成标 (西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川 成都 610031) 摘 要：将无砟轨道路基结构简化成双层弹性体系，基于层状弹性体系力学理论，给出无砟轨道路基面支 承刚度的计算方法。应用该方法进行遂渝线无砟轨道试验段路基面刚度计算，并与现场加载试验测试结果进行 比较，两者吻合较好，验证了该方法的可行性。以桥梁路基过渡段为例，将此计算方法应用于无砟轨道典型过 渡段的动力性能评估中，进行动力计算。结果表明，该桥梁路基过渡段的钢轨挠度变化率小于0．3mm ·1TI 的 限值，满足行车要求。运用该计算方法对无砟轨道基床表层及底层变形模量Ez的合理取值进行研究，结果表 明：改变基床表层变形模量对路基面支承刚度影响不大，而改变基床底层变形模量对路基面支承刚度的影响明 显 ；将变形模量Evz作为压实标准时，对于基床表层和底层 ，Ez可分别取为 120--260和8O～140MPa。 关键词：无砟轨道；路基面支承刚度；计算方法；变形模量Ez 中图分类号：U213．1；U213．244 文献标识码：A 路基上铺设无砟轨道是无砟轨道推广应用的难 I· -1一 ，I 点之一，而路基面的支承刚度是无砟轨道结构设计 圆形刚性 l{ 的关键参数，它直接影响无砟轨道结构的设计结 承载板、lI， 果。文献 E13利用动力有限元方法，在给定路基 刚度范围内，根据轨底动应力、基床表层动应力的 I 0基床表层E1，lr 衰减规律，提出了高速铁路路基刚度的合理取值。 m 槲 ／,C／K／／／* m 州 ／HN~,~／／ m 基床底层E 2 文献 [2]探讨了路基支承刚度测试中的合理加载 面积。本文采用层状弹性体系力学理论I-]研究无 (a)承载板上压力分布 砟轨道结构设计中路基面支承刚度的计算方法。 f— ， f 1 计算方法 ( 『 一 将无砟轨道的路基结构简化成柱坐标系yOZ j o基床表层，Jr 下的双层弹性体系，如图1所示，上层表示厚度为 脚 ／4,H,~Z／ W m ∞甜 h的基床表层，下层表示弹性半空问的基床底层， 基床底层 ，。 上下 2层的变形模量和泊松 比分别为 邑， 和 E2， 。。高速铁路路基压实质量指标地基系数 K。。 (b)承载板下压力分布 和变形模量E 均采用直径 300mm承载板通过静 图 1 路基面支承刚度计算双层弹性体系 态平板载荷试验获得[c]。计算时，同样采取平板载 荷加载方式，如图1(a)所示，基床表层半径为 图1(b)所示刚性承载板下压力分布 p(r)与 的刚性承载板上作用有荷载集度为 的垂向均布 承载板上荷