【摘 要】
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列车脱轨是影响铁路安全运营的一个重要因素,自铁路诞生以来,就一直是学术界的一个热门课题。引起列车脱轨的原因主要是轨道不平顺性发生改变,即超过了列车脱轨的不平顺限值
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列车脱轨是影响铁路安全运营的一个重要因素,自铁路诞生以来,就一直是学术界的一个热门课题。引起列车脱轨的原因主要是轨道不平顺性发生改变,即超过了列车脱轨的不平顺限值。同时,铁路运输作为矿区最重要的交通运输方式,其安全性对煤矿运输具有重要的意义。地下开采导致地表产生各种复杂的变形,并通过路基传递给轨道,导致轨道的各种不平顺指标发生改变,可能对行车安全造成影响。为了得到采煤沉陷区轨道的不平顺特征,以及行车速度与不平顺限值的对应关系,本文以数值模拟手段为主、监测手段为辅进行研究。首先,本文利用ABAQUS软件建立采动沉陷计算模型,得到地表土随工作面推进而产生的变形特征,作为本文研究的基础。然后,通过选取并整理某三个矿区的轨道动态下沉监测数据,分析轨道在采动中及采动后的下沉速率变化特征;采用数值模拟手段,建立土—路基—轨道三维有限元模型,通过改变轨道与采煤工作面的夹角以及工作面推进距离,得到轨道水平变形曲线,并利用OriginPro软件的余弦函数进行拟合,分析幅值、频率、初相位的变化规律,得出夹角越小,轨道水平变形值越小且变化越稳定。最后,建立轨道—列车动力有限元模型,通过改变车速以及轨道下沉值和水平变形值,计算脱轨系数和轮重减载率,得到一组车速和轨道高低、轨向不平顺限值之间的对应关系,从而为矿区的铁路线路维护提供理论依据。
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