轨道结构垂向荷载传递与路基附加动应力特性的研究

高速铁路轨道结构各部件质量的提高、机车车辆的改进以及严格的轨道管 理维护标准使得轨道结构的荷载传递有别于低速铁路。本文以大量实测数据为基 础结合理论分析对垂向荷载的传递及分配进行研究。高速列车运行对轨道结构产 生的动力效应是不容忽视的，以大系统耦合动力学理论为基础对影响路基附加动 应力的因素进行分析亦是本文研究的主要内容之一。 影响垂向荷载的因素是多方面的，但以速度为各影响因素的综合代表参量 总结其变化规律是可行的。通过对试验数据的统计分析，得出综合动载系数的计 算方法。 通过对轨道结构系统动力响应的分析，认为其在机车车辆荷载作用下处于 弹性工作状态，以此为基础，建立轨枕荷载分配模型及道床中应力扩散模型。模 型应用于道床及路基附加动应力的计算，其结果与实测数据符合较好。为了方便 计算，本文给出轨下及轨枕中心位置路基附加动应力在单位荷载作用下沿深度方 向的计算系数。 针对高速铁路轨道结构系统各组成部件设计荷载取值的不协调性，本文提 出完整的荷载统一协调模式，并提出设计荷载安全系数的概念，使隐含在各荷载 取值计算中的安全储备显式化。 路基的变形控制是保证轨道平顺性的关键因素之一。本文以软土地区路基 为对象，对路基的永久及回弹变形作分析计算，并对应力和变形的影响控制范围 进行了分析讨论。 以编制的平面车辆一轨道结构耦合动力学分析计算程序为基础，从机车运 行速度、路基刚度、路基阻尼及轨道的平顺性（不平顺类型、波长、波深）四个 方面对路基附加动应力的变化规律作模拟计算分析，并对结果进行综合讨论。