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摘要
结构脱空是我国高速铁路纵连板式无砟轨道中典型结构病害之一，其存在严重影响了无砟轨道结构的长期服役性能，实现结构脱空病害的定量化评价与管理对线路养修作业具有显著的工程实践价值。采用轮轨耦合动力学和蒙特卡洛混叠建模的方法，根据轮轨系统安全性评价指标，建立了纵连板式无砟轨道服役可靠性方程。其次，针对所建立方程无法显示化求解问题，采用蒙特卡洛法进行轮轨系统可靠度的求解；针对轮轨耦合动力学模型求解时间长的问题，采用长短时记忆神经网络代理模型方法对轮轨非线性映射关系进行表达。最后，提出了纵连板式无砟轨道服役可靠性求解的混合模型，对板端及板中脱空损伤状态下纵连板式无砟轨道服役可靠性分别进行计算。研究结果表明：长短时记忆神经网络代理模型方法可以有效地实现轮轨关系的映射，轮轨动力学计算效率提升27倍。利用长短时记忆神经网络代理模型和蒙特卡洛的混合计算方法对于无砟轨道服役可靠性的求解是可行的。板端脱空病害对脱轨系数可靠性指标影响较板中脱空显著，轨道板端全部脱空对服役可靠性危害性最大，存在结构失稳的风险。建议将结构可靠度指标作为无砟轨道状态管理的指标之一。
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