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摘要
重载列车循环动载作用下有砟道床动力响应与其支承刚度和道砟颗粒的细观运动密切相关，然而目前尚无定量的影响规律和关联机制。针对此不足，选取国内某运煤专线重载铁路典型路桥过渡段开展现场动力响应测试，在有砟道床不同位置处埋设新型智能颗粒传感器(SmartRocks),实时监测列车通过时道砟颗粒的运动姿态变化，进而对比分析不同道床支承条件下道砟颗粒运动及其能量特征沿行车方向和轨道结构横断面的变化规律。研究结果表明：列车动载作用下轨枕下方道砟颗粒的竖向加速度和旋转角呈明显的周期性，其在水平面内的转动角度相对较大且不可回复，可将相邻车厢的相邻转向架作为一个加载单元用于分析道砟颗粒的振动特性；路-桥渐变区、桥台以及桥梁跨中处轨枕下方道砟颗粒的运动以竖向为主且纵向次之，桥梁跨中处钢轨支点下方道砟颗粒振动能量约为路基段的2～3倍；随着道床下部支承刚度逐渐增加，道砟颗粒粒间作用力逐渐增大，颗粒上升加速度逐渐增大并与下沉加速度逐渐接近；刚性支承道床其道砟颗粒振动幅度较大且周期性相对较弱，刚性支承自身振动的叠加作用较为显著；桥上道床脏污板结严重处的轨枕端部道砟颗粒几乎未发生转动，此处应是日常养护维修作业的关注重点。可为重载铁路有砟道床健康智能监测、动力性能精准感知和劣化风险自主预警提供理论依据和技术指导。
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单位土木工程学院; 中南大学
