【摘 要】
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我国中东部平原及沿海区域高速铁路路网已成规模,随着高速铁路网向中西部丘陵、山地、高原延伸,需要建设大量的大跨度桥梁结构来跨越大江大河及峡谷。现行规范对大跨度桥变形控制不明确,按照挠跨比限制桥梁变形又往往偏于严格,导致桥梁刚度过大,技术和经济指标不合理。大跨度桥梁由于温度变化、收缩徐变等因素的影响,桥梁附加变形较大,导致列车上桥前就形成了初始轨道不平顺,无法满足现行规范的长波不平顺限值。目前的桥上轨
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我国中东部平原及沿海区域高速铁路路网已成规模,随着高速铁路网向中西部丘陵、山地、高原延伸,需要建设大量的大跨度桥梁结构来跨越大江大河及峡谷。现行规范对大跨度桥变形控制不明确,按照挠跨比限制桥梁变形又往往偏于严格,导致桥梁刚度过大,技术和经济指标不合理。大跨度桥梁由于温度变化、收缩徐变等因素的影响,桥梁附加变形较大,导致列车上桥前就形成了初始轨道不平顺,无法满足现行规范的长波不平顺限值。目前的桥上轨道长波不平顺研究仅针对于所研究的特定桥梁,代表性不足。本文从车辆动力学理论出发,研究大跨度桥梁桥上轨道线形控制的合理弦长及幅值限值。主要工作内容如下:(1)考虑到列车过桥时各因素的离散性,研究了不同激励下桥梁变形的弦测法幅值与车辆振动最大加速度的关系。结果表明,对于轨道随机不平顺,弦测法幅值与车辆最大加速度存在比较强的相关性;对于桥梁附加变形,长弦长的弦测法仍与车辆振动存在比较强的相关性,建议使用40m弦长弦测法对轨道长波不平顺进行管理,并给出了管理限值。(2)基于随机振动理论,研究了长波高低不平顺和车辆加速度的频域对应关系。利用该频域对应关系,可求出不同激励下轨道随机不平顺的标准差、不同弦长弦测法矢度值的标准差以及车辆加速度的标准差。通过与时域下对应物理量的标准差进行对比,说明了该频域对应关系的准确性,进而验证了统计比值的准确性。另外,由于各国轨道随机不平顺功率谱已经以解析式的形式给出,通过该频域对应关系可将各国轨道随机不平顺的标准差和幅值作为定值处理,其引起的车辆加速度的标准差和幅值也可作为定值处理。借此研究了轨道随机不平顺、桥梁附加变形和前两者共同引起的桥上轨道不平顺三种激励分别引起的车辆加速度之间的关系,并进一步探究了桥梁附加变形的40m弦测法弦测限值。(3)通过实例计算和理论推导,研究了轨道随机不平顺、桥梁附加变形和桥上轨道不平顺三种变形的轨道质量指数TQI指标的组合关系。结果表明轨道随机不平顺、桥梁附加变形和桥上轨道不平顺三种轨道变形的竖向单项标准差的组合关系满足“平方和开平方(SRSS)”组合关系。
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