道砟-软枕垫相互作用的离散元-柔性体耦合分析

作者：陈成; 林晓东; 罗启天; 张磊^*; 芮瑞

来源：土木工程学报, 2023, 56(S2): 149-169.

DOI：10.15951/j.tmgcxb.2023.s2.wt09

• 路桥过渡段
• 有砟轨道
• 轨枕垫
• 应力分布
• 离散元-多柔性体耦合方法

随着铁路列车的高速重载化，路桥过渡段的不均匀沉降与道床劣化问题日益严重。通过在轨枕下方铺设轨枕垫，可以有效改善有砟轨道应力分布从而减少轨枕沉降。为探究轨枕垫-道床-路基的力学传递机制，采用离散元-多柔性体动力学耦合方法建立了道砟箱和轨枕垫模型，从细观上分析动荷载下道砟-轨枕垫相互作用。通过建立全尺寸路桥过渡段耦合模型，研究铺设轨枕垫措施的减振效果及效能评价。研究结果表明，铺设轨枕垫后，道床沉降和刚度分别减小了约27.3%和39.7%;柔性轨枕垫增大了轨枕与道砟的接触面积，使道砟颗粒间最大接触力减小了约26%,与试验结果吻合；通过在全尺寸路桥过渡段中铺设轨枕垫，测得过渡路基区的最大沉降减少了约9.2%,桥梁路基区的最大应力减小了约18.3%,且道砟颗粒振动加速度峰值减小了约14.1%。研究证明轨枕垫可有效改善轨枕-道砟界面接触和过渡路基区的应力应变等动态响应，具有良好的防灾减灾效果。

• 单位
  高等研究院; 武汉理工大学