高速鐵路瀝青混凝土軌下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)行為與設(shè)計(jì)指標(biāo)體系

軌下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的性能直接影響到整個(gè)鐵路系統(tǒng)的運(yùn)營安全、行車的舒適性和結(jié)構(gòu)的整體使用壽命。在我國大力發(fā)展高速鐵路無砟軌道鐵路結(jié)構(gòu)的同時(shí)，探索新型的軌下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)顯得尤為重要，瀝青混凝土具有防水性好、承載能力強(qiáng)以及減震降噪等獨(dú)有優(yōu)點(diǎn)，被逐漸應(yīng)用于鐵路軌下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。本課題針對鐵路瀝青混凝土軌下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，采用系統(tǒng)耦合動(dòng)力學(xué)分析方法、室內(nèi)材料試驗(yàn)以及室內(nèi)動(dòng)力模型試驗(yàn)，系統(tǒng)開展了鐵路瀝青混凝土的材料優(yōu)化設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)規(guī)律分析以及結(jié)構(gòu)疲勞損傷的理論分析等，并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)測資料，對比分析，最終提出了瀝青混凝土軌下基礎(chǔ)的關(guān)鍵性力學(xué)響應(yīng)規(guī)律，提出了瀝青混凝土軌下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法及其設(shè)計(jì)指標(biāo)體系。本項(xiàng)目研究成果可以推動(dòng)瀝青混凝土在高速鐵路軌下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。 2100433B

軌下基礎(chǔ)位于軌道結(jié)構(gòu)與路基之間，直接承受、傳遞并分散由軌道傳來之列車荷載，其性能直接影響高速鐵路的運(yùn)營安全、行車舒適與使用壽命。我國高速鐵路廣泛采用無砟軌道結(jié)構(gòu)，軌下基礎(chǔ)多為水泥混凝土剛性板，其噪音和振動(dòng)問題難以解決。瀝青混凝土軌下基礎(chǔ)具有噪音低、減振好、維護(hù)易、開裂少等優(yōu)點(diǎn)，該結(jié)構(gòu)在德美日澳等國已有采納，而我國僅在京津城際和武廣客專等線路的部分站場進(jìn)行了少量試驗(yàn)性應(yīng)用，但缺乏基礎(chǔ)研究和理論指導(dǎo)，嚴(yán)重制約其在線路上的應(yīng)用和推廣。本項(xiàng)目應(yīng)用動(dòng)力分析方法，針對設(shè)計(jì)時(shí)速、軌道類型和基床條件等關(guān)鍵因素，系統(tǒng)進(jìn)行瀝青混凝土軌下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)行為研究；通過室內(nèi)大型動(dòng)態(tài)模型試驗(yàn)，并結(jié)合已有現(xiàn)場實(shí)測資料，提出瀝青混凝土軌下基礎(chǔ)關(guān)鍵力學(xué)指標(biāo)；根據(jù)路軌一體化原則和累積疲勞損傷方法，研究基于層狀體系理論的瀝青混凝土軌下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法，構(gòu)建其設(shè)計(jì)指標(biāo)體系。本項(xiàng)目研究成果可作為高速鐵路瀝青混凝土軌下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。

瀝青混凝土作為公路路面常用材料，具有承載力好、防水性強(qiáng)以及減震降噪等優(yōu)點(diǎn)，逐漸被應(yīng)用到新型鐵路軌下基礎(chǔ)基床結(jié)構(gòu)中，然而對于其耐久性問題尚無定論，因此有關(guān)瀝青混凝土面層式基床軌下基礎(chǔ)疲勞損傷機(jī)理還有待進(jìn)一步的研究。在申請者對有關(guān)鐵路瀝青混凝土前期研究工作的基礎(chǔ)上，本課題擬圍繞瀝青混凝土面層式基床軌下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)、損傷模式以及疲勞壽命預(yù)測等方面開展研究。通過室內(nèi)材料參數(shù)試驗(yàn)測定鐵路瀝青混凝土動(dòng)力學(xué)參數(shù)、抗水損參數(shù)、抗彎拉性能以及溫度敏感性參數(shù)，采用室內(nèi)動(dòng)力模型試驗(yàn)測定瀝青混凝土面層式基床軌下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)規(guī)律和損傷模式，結(jié)合數(shù)值仿真計(jì)算和回歸分析等研究手段，開展其結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)及疲勞損傷影響因素的敏感性分析，建立瀝青混凝土面層式基床軌下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的疲勞壽命預(yù)測模型，為瀝青混凝土在鐵路軌下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)及技術(shù)支撐。

《高速鐵路水下隧道研究與設(shè)計(jì)》作者結(jié)合廣深港客運(yùn)專線獅子洋水下隧道的建設(shè)條件與運(yùn)營要求，針對各項(xiàng)技術(shù)難題，采用理論分析、模型試驗(yàn)、現(xiàn)場測試等多種手段相結(jié)合的方法開展科研攻關(guān)，提出了多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，包括復(fù)合地層高速鐵路特長水下隧道的總體設(shè)計(jì)技術(shù)、復(fù)合地層高速鐵路水下隧道結(jié)構(gòu)動(dòng)一靜力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、雙孔單線特長鐵路隧道的氣動(dòng)效應(yīng)緩解技術(shù)、特長高速鐵路水下隧道防災(zāi)與疏散技術(shù)、盾構(gòu)機(jī)一字形地中對接和洞內(nèi)拆解技術(shù)、施工材料計(jì)量及控制技術(shù)等。

《高速鐵路水下隧道研究與設(shè)計(jì)》反映了課題研究成果及其在獅子洋水下隧道工程設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用情況，可供從事隧道及地下工程修建的設(shè)計(jì)、施工、科研技術(shù)人員以及高等院校師生參考。

是位于鋼軌以下、路基面以上，由軌下部件和道床組成的，承受列車通過鋼軌傳遞的載荷并分布給路基面的軌道基礎(chǔ)。通常是在道床上間隔鋪設(shè)橫向軌枕的結(jié)構(gòu)稱為傳統(tǒng)型式，由其他型式的道床或軌下部件構(gòu)成的就稱為新型軌下基礎(chǔ)，如碎石道床上鋪設(shè)混凝土寬枕、縱枕、框架、軌道板等，或用瀝青材料對道碴道床穩(wěn)定處理，采用瀝青道床以及混凝土整體道床等。