高速铁路路桥过渡段动力学特性研究与工程试验分析

【摘要】随着高速铁路进一步发展，列车对轨道的平顺性能提出更高的要求。但在高速铁路运行过程中可发现，路堤与桥梁在工程建设、质量要求上存在明显的差异性，导致在路堤、桥梁过渡地段易出现轨道不平顺的现象。本文结合桥路过渡地带的变形特性，分析在过渡地段的车辆/路线的作用特点，对高速铁路路桥过渡段动力学特征与工程试验进行简单分析。

【关键词】高速铁路；桥路过渡段；动力学特征；工程试验

中图分类号：X731 文献标识码： A

随着人们生活质量不断提高，人们对高速铁路的服务能力提出更高的要求，安全、舒适成为现阶段高速铁路建设的重点。但在高速铁路建设过程中可发现，铁道线路是由多个不同的线下构筑物统一形成的有机整体，不同的线下构筑物受到不同的地质环境、天气气候等多种因素的影响，会在强度、刚度、外形上存在差异，导致不同线下构筑物在过渡地段出现差异，在列车运行过程中引发剧烈的震动、摇晃问题，不但影响乘车舒适度，更会带来行车安全隐患。由此可见，加强对高速铁路桥路过渡地段的力学特征讨论更具有实际意义。

一、高速铁路路桥过度地段动力学特征分析

1.基本原理分析

在整个铁路运行过程中，车辆与线路作为两个相互独立的整体进行相互作用，两者之间的动力学相互作用问题，也被称为铁路大系统研究中的基本问题。田亚护等指出，列车运行的实质是动力学问题，是一个移动的质量系统与一个无限长连续支承的线路（轨道）系统之间的动态相互作用问题[1]。由于不同线下构筑物存在差异，同时车轮存在几何缺陷，导致轮轨之间会产生剧烈的摩擦作用，并传递给车辆，导致车辆出现震动。由此可见，分析掌握车辆运行系统的相互作用问题，并制定相应的解决措施，是高速铁路过渡段动力学特征需要重点分析的问题。

2.桥路过渡段数据计算分析

《四川建筑科学研究》为进一步分析桥路过渡段数据，采用ADAMS/rail软件对350km/h高速列车载荷作用下的过渡段柜面动力曲线进行计算，收到较好效果[2]。本文以此为基础，对桥路过渡段数据计算进行简单分析。

（1）计算模型

（2）参数确定

分别记录桥台部分、过渡段等基本数据，采用Mohr-Col-umn模型，分析材料参数，具体数据见表1。

表1 材料力学特征参数统计

根据表1数据，可以有效分析不同时间段下不同材料的力学特征与物理特性，为下一阶段的工程试验分析奠定基础。

（3）参数计算

分析该模型中不同应力分布点，本文提取桥路过渡段路基最大应力值[4]。经计算得出，在350km/h高速行驶的作用下，模型在过渡段出现最大拉应力为270kPa，远低于常规情况下的390kPa，说明本次研究成果具有可行性。

二、路桥过渡段不均匀沉降特性测试分析

本文以A工程为例，对路桥过渡段不均匀沉降特性进行简单分析。

1.A工程简介

2.现场压实检测

在现场压实检测过程中，采用灌砂法与环刀法进行压实度检验，其中灌砂法主要用于碎石灰检验，环刀法主要用于原地面检验。

（1）碎石灰检验

（2）原地面检测

A工程建设过程中，所经过的农业区域主要为果园与旱季作物耕地，根据检验要求，对地表进行处理，经检测发现，该区域的含水量为13.4%，千容量为17.6 KN/m?，压实度为95.3%，满足数据评价的基本需求。

3.数据检测评价

A工程路堤施工时间约为2个月，并在3个月内完成检测，从检测时间间隔来看，数据具有科学性。

测试数据表明，过渡段路基面的后期沉降，沿线路纵向自桥台始逐渐增加，但无跳跃式变化，因此可判定，施工实现了沉降过渡的目的。沉降在竣工后的初期发展较快，但三个月后就基本稳定，进一步说明本次数据的可行性。

结束语：

高速铁路行车舒适度与安全性是评价列车服务能力的重要指标，路桥连接是高速铁路线路中的常见现象，两者的过渡段连接不畅不但影响乘车舒适度，还会带来乘车风险。本文由高速铁路路桥过度地段动力学特征分析入手，分析其力学基本原理，并对桥路过渡段数据计算进行简单讨论，最终结合实际案例分析工程试验的可行性。从分析结果可发现，上述分析具有可行性。总体而言，在力学分析过程中，要充分结合施工地段的地理环境与地址特征，在有效地理数据的前提下，综合分析路桥过度段的受力情况与变形机理，才能保证检测结果真实、有效。