路基承受的荷载.pptx
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1、普通铁路路基设计必须要考虑荷载的影响时,计算中常把静荷载和动荷载一并简化作为静荷载处理,即通常的换算土柱法 高速铁路的路基设计必须进行动态分析,此时须要计算列车动荷载的作用在路基中所产生的动应力的大小及分布规律 第1页/共42页二二 路基承受的静荷载及其计算方法路基承受的静荷载及其计算方法轨道荷载和停留在轨道上的机车车辆荷载为静荷载。路基标准活载的计算如图所示,该活载通过轨道传播到路基面上第2页/共42页中-活载图式 第3页/共42页在横断面上的分布宽度自轨枕底两端向下在横断面上的分布宽度自轨枕底两端向下按按45450 0扩散角计算扩散角计算 换算土柱图式 第4页/共42页新建时速200250
2、公里客运专线的列车荷载采用ZK荷载,即0.8UIC荷载 其中时速200公里时,道床厚度按30cm,道碴重度20kN/m3,钢轨重量0.6064kN/m,轨枕长2.6m,轨枕及扣件重量3.7kN/根。钢轨重量:道碴重量:轨道荷载:列车活载:,换算土柱高:第5页/共42页三路基面动应力的一般规律三路基面动应力的一般规律荷载分担作用及钢轨挠曲变形曲线 第6页/共42页枕面支承力的分配比例 第7页/共42页轨枕顶面的支承力通过轨枕和道床向下往路基中传播。图表示单根轨枕在线路纵向即轨枕断面方向上的传播情况1 一般规律第8页/共42页单根轨枕下的压力分布(德国资料)第9页/共42页 图表示邻枕对压力分布的
3、影响。从图中可见,当深度达到轨枕宽度的3倍,即距枕底70 cm左右时,沿线路纵向的压力分布就比较均匀了 第10页/共42页路基上一点第11页/共42页沿轨道纵向第12页/共42页图34 郑武线测定段路基面横向动应力分布2 动应力的横向分布规律第13页/共42页图35 秦沈线实测基床表面动应力的分布第14页/共42页路基横断面第15页/共42页 路基面动应力沿横向呈马鞍型,钢轨下最大,轨枕端头次之,道心处最小;轨枕端头的动应力约为钢轨下动应力的4550,道心的动应力约为钢轨下的3537。综合国内外的实测数据表明,路基面动应力幅值的集中域一般在5070kPa左右,最大值可达110kPa第16页/共
4、42页3 3 路基面上的动应力沿深度的衰减路基面上的动应力沿深度的衰减一般地说,路基面以下0.6m范围内(距枕底约1m)动应力衰减最急剧。日本资料认为基面下3.0m处的动应力约为自重应力的10%,它对路堤变形的影响也已忽略不计,因此日本把3.0m范围定为基床厚度。路基面动应力的大小及其沿深度的衰减可按半空间弹性理论公式计算(Bousinesq)。第17页/共42页第18页/共42页三 路基面动应力的影响因素路基面动应力与机车车辆的类型、轴重、动态特性及轨道结构、轨道不平顺和列车速度、道床厚度及路基本身的刚度等多种因素有关。第19页/共42页1 轴重的影响 动应力与轴重也呈线性关系 第20页/共
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