高速铁路路基不均匀沉降对双块式无砟轨道动力特征影响研究

程年圣

(合肥工业大学 土木与水利工程学院，安徽 合肥 230009)

0 引 言

路基不均匀沉降导致高速铁路出现平顺性和稳定性问题，影响了列车运行的舒适性、安全性及轨道主体结构的服役性能，成为高速铁路建设和运营必须解决的难题。无砟轨道具有较高的保持几何形位的优势，随着高速铁路大规模的建设而逐步发展，已经成为高速铁路的主要轨道型式[1]。

国内外对高速铁路路基不均匀沉降开展了大量研究工作，Lundqvist等[2]分析了轨道几何状态恶化及轨枕空吊对轮轨动力作用的影响；蔡成标等[3]分析了路基沉降对系统动力响应的影响，基于舒适性指标提出了路基不均匀沉降控制限值；韩义涛等[4]分析了不同行车速度对应的路基沉降控制值；Banimahd等[5]分析了过渡段刚度不均对上部车辆轨道耦合系统的动态影响。

本文为研究高速铁路路基不均匀沉降对双块式无砟轨道影响动力特征，建立了车辆-双块式无砟轨道-路基不均匀沉降耦合动力模型，分别对路基不均匀沉降时双块式无砟轨道结构动态受力及振动特征进行分析，并分析了沉降波长、沉降幅值及行车速度的影响。

1 计算模型及参数

图1为车辆-双块式无砟轨道-路基沉降动力学耦合分析模型。无砟轨道模型方面，纵向连续式双块式无砟轨道长度为200 m，由道床板和支承层组成，道床板为C40现浇混凝土，支承层为HGT水硬性混凝土。扣件、道床板及支承层模型采用空间实体单元模拟无砟轨道，扣件模型采用三向弹簧-阻尼单元模拟，双块式无砟轨道模型基本参数见表1。……