基于纵横垂向空间耦合模型的高速铁路无缝道岔设计制造技术

本发明专利技术公开了属于铁道工程设计技术领域的一种基于纵横垂向空间耦合模型的高速铁路无缝道岔设计方法。本发明专利技术对高速铁路无缝道岔的实际铺设情况考虑的较为详尽，可按实际情况考虑基本轨与导轨间的相互作用关系，各种阻力均可为非线性阻力，取值可与实测值一致；并对道岔进行结构检算，进而得出满足各项控制条件的可铺设轨温变化幅度范围；可对采用不同尖轨跟端结构型式的无缝道岔的尖轨钢轨横向变形进行计算分析与比较；还可对限位器结构的铺设与养护维修、扣件阻力的合理选择和翼轨末端间隔铁的合理布置方法等提供指导意见。本发明专利技术适用于高速铁路无缝道岔的设计与检算，可以为高速铁路无缝道岔的设计与养护维修提供服务。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于铁道工程应用计算与设计
，特别涉及一种基于纵横垂向空间耦合模型的高速铁路无缝道岔设计。
技术介绍
跨区间无缝线路是与高速重载铁路相适应的轨道结构，是高速铁路必须采用的关 键技术。由于高速铁路列车速度较高，对道岔的受力、变形以及几何形位的要求均较普通无 缝道岔更严格，因此需要更加完善的高速铁路无缝道岔设计方法。当轨温变化幅度较大时， 高速铁路无缝道岔各项横向变形量较大，可能超过限值。这将有可能影响到列车高速通过 道岔时的行车安全性和旅客舒适性。因此对于高速铁路无缝道岔而言，不仅需要进行常规 的检算，还应检算尖轨跟端处钢轨的横向变形。 近年来，国内很多学者对无缝道岔的受力与变形的计算理论开展了一些研究工 作。但是这些研究中的计算理论需要预先假定基本轨与导轨的相互作用关系，视导轨与基 本轨平行，忽略辙叉角的影响；假设限位器子母块贴靠时，两者间由刚度相当大的弹簧连 接、并基本上完全限制两者间的相对位移，这与实际情况不完全相符；而且虽然考虑了道岔的纵向受力与变形，但是忽略了道岔的横向变形，不满足高速铁路对钢轨横向几何形位的 较高要求。 新建高速铁路无缝道岔的设计，要求一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于纵横垂向空间耦合模型的高速铁路无缝道岔设计，其特征在于，该高速铁路无缝道岔设计考虑了尖轨、心轨截面的实际变化、限位器安装误差、牵引点之间的位移耦合以及钢轨的纵向位移对轨距的影响等因素，此外，还考虑了行车方向对道岔尖轨、心轨尖端位移的影响，和仅单侧有扣件的基本轨前侧部分实际情况；在高速铁路无缝道岔温度力与位移的传递过程中，考虑对传力部件：钢轨、扣件、轨枕、限位器、间隔铁和螺栓的影响，具体如下：（１）钢轨建模时，采用梁单元进行模拟，钢轨按实际截面属性进行建模，考虑钢轨的截面积、惯性矩以及扭转弯矩这些参数，钢轨按照支承节点划分有限长梁单元，全面考虑纵、横、垂向线位移及转角。在计算道岔尖轨横向...

【技术特征摘要】
一种基于纵横垂向空间耦合模型的高速铁路无缝道岔设计，其特征在于，该高速铁路无缝道岔设计考虑了尖轨、心轨截面的实际变化、限位器安装误差、牵引点之间的位移耦合以及钢轨的纵向位移对轨距的影响等因素，此外，还考虑了行车方向对道岔尖轨、心轨尖端位移的影响，和仅单侧有扣件的基本轨前侧部分实际情况；在高速铁路无缝道岔温度力与位移的传递过程中，考虑对传力部件钢轨、扣件、轨枕、限位器、间隔铁和螺栓的影响，具体如下(1)钢轨建模时，采用梁单元进行模拟，钢轨按实际截面属性进行建模，考虑钢轨的截面积、惯性矩以及扭转弯矩这些参数，钢轨按照支承节点划分有限长梁单元，全面考虑纵、横、垂向线位移及转角。在计算道岔尖轨横向变形时，考虑尖轨的实际截面积和惯性矩的变化、牵引点之间的横向位移耦合以及钢轨纵向位移对尖轨横向变形的影响，道岔尖轨与可动心轨前端可自由伸缩，尖轨或可动心轨尖端位移为其跟端位移与自由段伸缩位移之和；(2)道岔区的扣件采用非线性弹簧单元进行模拟，可全面考虑扣件的纵、横向阻力和垂向刚度，纵、横向扣件...

【专利技术属性】
技术研发人员：高亮，陶凯，曲村，乔神路，刘衍峰，孙大新，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]