高速铁路地震残余轨道不平顺的分布模式

铁路运输作为抗震救灾的重要生命线,在抗震救灾期和灾后重建期承担了极其重要的运输任务,研究地震引起的轨道不平顺是保证震后行车安全的基础.本文基于ANSYS有限元平台建立了带轨道系统的高速铁路桥梁有限元模型,从强震数据库中筛选出随机地震并对有限元模型开展了非线性时程分析,归纳了震后轨向不平顺的分布模式;基于MATLAB建立了列车-轨道-桥梁系统耦合模型,分析了列车在不同轨向不平顺模式下的动力响应差异,提出了震后轨向不平顺的最不利分布模式及其数学模型,计算了震后行车的速度阈值.研究结果表明:横向地震作用后,钢轨产生了明显的轨向不平顺,但高低不平顺的幅值较小;轨向不平顺的分布模式可以分成单峰不平顺和双峰不平顺,双峰不平顺的最大幅值以及产生的列车响应均明显小于单峰不平顺;单峰不平顺可以由震时轨向不平顺峰值、峰值衰减系数、形状修正系数和正弦函数的乘积进行模拟;当横向地震的PGA小于0.25g时,震后的列车行驶无需减速,当PGA大于0.25g时,列车需要适当减速以满足舒适性要求.