高速铁路路桥过渡段动力学特性分析及工程试验研究赵锦元

高速铁路路桥过渡段动力学特性分析及工程试验研究赵锦元

赵锦元

中交隧道工程局有限公司北京100102

摘要：路桥过渡段施工是高速铁路施工中非常重要的一个部分，有效的做好高速铁路路桥过渡段的施工对保证整个高速铁路的安全有着非常重要的意义，然而不仅仅只是施工阶段，路桥施工完成后还需要对其进行测试，确保该路桥过渡段具有一定的牢固性，可以满足行车要求。本文主要对高速铁路路桥过渡段进行动力学特征分析并且对工程测试进行了试验研究，从而保证了高速铁路路桥过渡段的安全。

关键词：高速铁路路桥过渡段；动力学特征分析；工程测试研究

高速铁路为人们的出行提供了巨大的方便，伴随着人们使用高速铁路频率的不断增多，对高速铁路建设的质量也提出了更高的要求，尤其是高度铁路路桥过渡段的建设，在高速铁路路桥过渡段非常容易出现不平现象，因此需要我们在对路桥果断段动力学特征进行分析的基础上积极的改进高速铁路路桥过渡段建设。

1.高速铁路路桥过渡段动力学特性分析及工程试验研究的重要意义

高速铁路在投入运行之时，需要严格遵循可靠并且安全的原则，这样才能有效的保证乘客以及整个铁路系统的安全。在对高速铁路进行建设时，首先需要保证的是高速铁路具有非常强的平顺性，因此高速铁路是由多个不同的部分组成的，他们在相互补充并且相互作用的关系下形成了一个相对比较平顺的道路，然而各个组成部分的材料在抗压等其他方面的性能是各不相同的，这样导致高速铁路在运行时容易出现轨道变形现象的发生，因此这就需要我们加强对高速铁路建设的重视，将铁路建设工作做好。尤其是在桥梁和路基交界处的施工，另外还会使桥面以及路基之间的沉降度不相同，形成路面和桥面的高低差别，导致列车在行驶过程中由于受到线路不稳定的因素，导致出现安全事故。在桥面和路基之间的交界处，应增加一个相对比较长的过渡面的建设，可以一定程度上将桥梁以及路基之间的沉降差降低，这样就会使列车在行驶中出现的振动得到减低，避免结构变形的发生，从而保证列车在高速铁路上实现稳定并且安全的行驶。

2.现阶段我国的高速铁路路桥过渡段的研究

我国高速铁路是由下部的路基和上部的轨道这两个部分组成的，其中上部轨道由不同力学特征的各类材料组成，具有非常好的弹性，他们的抗压力相对比较大但同时结构也相对比较松散，一般情况下，如果我国的轨道出现变形情况，多采用起拨道捣固的方法便可修正，这样就导致我国路桥过渡段的处理工作并不能得到很多工作人员的重视。在对过渡段进行设计时相对比较简单，技术标准缺乏明确性，经验也不够充足。另外，在对过路段进行施工时由于位置比较特殊而且路面比较狭窄，导致施工相对比较困难，地面压实效果不好，导致沉降度相对比较大。现阶段我国对过渡段的维修工作会使路面的深度达到3到4米，纵向延伸到15到35米，这样就导致路桥过渡段出现不平顺现象。根据我国相关文献可以发现，我国很多过渡段存在一些变形情况，严重影响人们的出行安全。

3.高速铁路路桥过渡段动力学特性分析

为了可以对高速铁路路桥过渡段动力学特征进行非常全面并且准确的分析以及评价，我们可以从列车行驶的速度，行驶方向以及轨面弯折度等多个因素着手考虑。

3.1轨道刚差的影响

通过一些相关数据可以表明，轨道刚差对路桥过渡段动力学特性的影响并不十分明显，在这种情况下我们可以知道，如果轨面足够平顺，那么桥面和路基两者的结构上刚差对高速铁路列车正常的运行没有特别的影响，因此也就是刚差并不能成为动力学特性的控制条件。然而，轨道人员在进行日常的维修工作时，他们采用起拨道捣固方法同样可以使轨道出现平顺状态，与此同时轨检车也可以获得顺利行驶。

3.2行车速度对高速铁路路桥过渡段动力学特性的影响

①如果轨面处在一个相对比较平顺的状态，这时候将列车的行车速度提高，例如可以从60千米每小时提高到180，再提高到280，所得出的结论是对轨面造成的影响非常小。②如果轨面处在并不平稳的状态下，假设轨面存在有千分之2.3的折角，这时候再将行车速度从60千米每小时提高到180，再提高到280，可以发现轨面受到的影响就会增加22%，40%以及70%。③如果轨面出现了千分之5.2的折角，这时候如果将行车速度进行提高，对轨面造成的影响会变成12%，72%以及120%。④如果列车行驶的速度是60千米每小时，轨面弯折度由千分之2.3提升至千分之5.2，与此同时对轨面造成的影响就会增加13%以及25%。

我们根据上面的数据完全可以看出，弯折角如果增加，轮轨的向力就会增大，同时会和行车速度形成一个正相关的关系。如果轨面实际弯折度保持不变，行车速度如果增加，轮轨垂向力也会增加，同时也会和轨面弯折度形成一个正相关的关系。

3.3车体垂向对高速铁路路桥过渡段动力学特性的影响

①如果轨面处在平顺的状态下，将实际行车速度提升，路桥过渡面受车体垂向影响并不大。②如果轨面折度从0增加至2.3%时，将行车速度从原本的60千米每小时提升至180，车体垂向对过渡面造成的影响就会增加。③如果轨面折度再次增加直到5.2%，这时候行车速度从原来的180千米每小时提升至280，车体垂向对过渡面造成的影响就会越来越明显。

因此可以得出，如果行车速度保持不变，弯折角度增加，车体垂向也会增大，同时和弯折角度构成一种正比关系。如果保持弯折角度不变，行车速度增加，车体垂向也会增加，同时和行车速度构成一种正比关系。

4.高速铁路路桥过渡段工程试验研究

研究包括有工程测验的研究目的，试验方法，不需要详细列出试验步骤，只需要通过试验检测得出的数据就可以将过渡段的填筑情况判断出。

为了可以准确的研究出土工格栅加筋砾石土的实际变形特征，可以采用模拟试验的方法，从而可以清楚的了解该砾石土可以承受的实际压力，同时依据一定的比例将模拟所得的结果应用到实际建设中。我们可以进行七组对照试验，改变土工格栅铺设间距和砾石土压实密度的三向加载大比例模型试验，测试该砾石土在不同的压力下所产生的的具体变形情况，从而为更好的建设高速铁路提供与其对应的比较科学的参数。

借助上述试验，我们可以了解高速铁路路桥过渡段可以承受的压力最大值数值，因此我们便可以依据各种数据对其进行详细分析，找到合适的建设方法。另外，在对高速铁路路桥过渡段进行处理时一个非常有效的方法便是在粗粒级材料商增加一定的筋土，这种方法在操作时非常简单，另一方面成本比较低同时对控制变形有着非常显著的效果，对环境的影响也非常小，如果在进行高速铁路过渡段建设时充分应用该方法，可以取得非常良好的效果。当然，如果在实际进行过渡面加筋操作时，还需要考虑到当地的实际土质等一些其他的情况，从而制定出一套符合实际可行的建设方法。

结语

综上所述，高速铁路过渡段是高速铁路中非常重要的一部分，加强对过渡段的建设对保证行车安全有着非常重要的意义，因此需要相关工作人员意识到路桥过渡段动力学分析的重要性，不断的进行试验，总结出最适合进行过渡段建设的建筑方法，从而保证高速铁路路桥过渡段安全，从而使高速铁路能够更好的为人们提供服务。

参考文献：

[1]郝建芳.高速铁路路桥过渡段轨道动力特性分析及优化设计研究[D].北京交通大学，2014.