基于均匀化方法的无缝线路过渡段多尺度建模

作者：郭一诗; 余祖俊; 史红梅; 朱力强^*

来源：西南交通大学学报, 2018, 53(06): 1157-1165.

• 均匀化方法
• 铁路工程
• 有限元法
• 静态分析

为分析无缝线路过渡段的钢轨应力分布问题,提出了针对路桥过渡段及周围延伸线路的多尺度建模方法.针对过渡段两端的桥梁和路基所具有的周期性延伸的特点,采用渐进均匀化方法计算周期性结构的宏观等效性能,建立过渡段周围区段的宏观尺度模型.对于过渡段内部,则采用小尺度建立包含关键细节的局部精细化模型.不同尺度的局部模型之间按变形状态一致的原则建立边界耦合条件,构成完整的长线路模型.两端线路的宏观均匀化模型为过渡段的局部状态分析提供完整的边界条件,同时通过对整体线路分层求解,避免了常规有限元模型的高维矩阵运算.仿真试验表明:采用均匀化方法的多尺度模型比传统有限元模型的计算规模更小,因此求解速度更快;模型结果与京沪高速铁路宿州东站新汴河大桥过渡段的现场实测结果变化趋势一致,在主端刺、桥台支座处的轨道变形与实测数据的相关系数达到0.8.

• 单位
  中国铁道科学研究院; 北京交通大学