循环动荷载作用下高铁路基动力响应简化计算方法技术

一种循环动荷载作用下高铁路基动力响应简化计算方法，包括：将轨道结构视为搁置在路基上方的欧拉伯努利梁，根据梁的受力平衡得到梁的位移控制方程；采用有限差分法离散位移控制方程，并根据边界条件得到梁的刚度矩阵与质量矩阵；基于状态演化本构模型，构建路基反力与路基变形之间的关系；假设一组初始路基反力代入迭代计算流程进行计算；通过迭代计算直到判定|[Q]new

【技术实现步骤摘要】
循环动荷载作用下高铁路基动力响应简化计算方法


[0001]本专利技术涉及一种循环动荷载作用下高铁路基动力响应简化计算方法，属高速铁路


技术介绍

[0002]随着中国社会经济的发展和人民生活水平的提高，中国高铁技术也在不断发展并已达到世界前沿水平。为保证高铁列车高速运行的安全性及稳定性，高铁路基对沉降控制的要求十分严格，而长期的高铁列车循环动荷载对高铁路基沉降产生的影响较大，不容忽视，因此工程中十分重视高铁路基长期的沉降变形。高铁列车荷载经过轨道板等混凝土结构传递到路基上，考虑路基—轨道板耦合响应，并以此计算出路基受循环动荷载的长期作用引起的沉降，更加符合工程实际情况。目前，考虑路基—轨道板耦合响应的常规方法有数值模拟法，该方法需要耗费巨大的计算机资源，且预测结果过于依赖模型参数取值。此外也有学者们采用有限单元法耦合轨道与路基的相互作用，但该方法的推理与计算过程较为复杂，计算过程需要花费大量时间与精力且不易于工程人员的理解和使用。
[0003]因此，提出一种可靠且简单易行的循环动荷载作用下考虑高铁路基—轨道耦合响应的沉降计算方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种循环动荷载作用下高铁路基动力响应简化计算方法，其特征在于，结合路基—轨道结构耦合变形，通过迭代计算求解出路基在循环荷载作用下的变形，所述方法具体步骤包括：步骤一、将轨道结构视为搁置在路基上方的欧拉伯努利梁，根据梁的受力平衡得到梁的位移控制方程；步骤二、采用有限差分法离散位移控制方程，并根据边界条件得到梁的刚度矩阵与质量矩阵；步骤三、基于状态演化本构模型，构建路基反力与路基变形之间的关系；步骤四、设定一组初始路基反力代入迭代计算流程进行计算；步骤五、通过迭代计算直到判定|[Q]new
‑
[Q]old|≤0.01[Q]old成立，得出路基最终的变形。2.如权利要求1所述的循环动荷载作用下高铁路基动力响应简化计算方法，其特征在于：所述结合路基—轨道结构耦合变形的具体方法为，设定梁与路基始终保持接触，协调变形，并根据梁的受力平衡得到梁的位移控制方程：式中：EI为梁的抗弯刚度；m为单位长度下梁的质量；w为梁的变形，x为梁上的坐标，t为时间；Q(x,t)为路基反力；P(x,t)为外荷载，既轨道扣件提供的扣件力，所述扣件力的时程曲线公式为：P(t)＝a0+a1cos(ωt)+b1sin(ωt)+a2cos(2ωt)+b2sin(2ωt)+a3cos(3ωt)+b3sin(3ωt)；
ꢀꢀꢀꢀ
(2)式中：a0,a1,a2,a3,b1,b2,b3为与列车轴重有关的参数，ω为与列车速度有关的参数。3.如权利要求1所述的循环动荷载作用下高铁路基动力响应简化计算方法，其特征在于，步骤二中所述刚度矩阵与质量矩阵的计算公式为：[K][w]
‑
[w][M]＝[P]
‑
[O]；
ꢀꢀꢀꢀ
(3)式中：[K]为梁的刚度矩阵；[w]为梁的位移矩阵；[M]为梁的质量矩阵；[P]外力矩阵，通过扣件力方程所得；[Q]为路基反力矩阵；其中，刚度矩阵[K]与质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志刚，管凌霄，王观阳，熊文勇，邓翔浩，童立红，丁海滨，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：