基于離散元分析的高速鐵路橋上軌枕選型

肖 宏， 高 亮， 侯博文

(北京交通大學軌道工程北京市重點實驗室，北京100044)

截止2014 年3 月底，中國高速鐵路總營業(yè)里程達11 028 km，在建規(guī)模1.2 萬km，已成為世界上高速鐵路運營里程最長、在建規(guī)模最大的國家.隨著高速鐵路的建設(shè)，國內(nèi)對無砟軌道結(jié)構(gòu)進行了系統(tǒng)研究，并建立多個試驗段進行技術(shù)攻關(guān)及綜合試驗，如遂渝線無砟軌道綜合試驗段［1］、武廣高速鐵路武漢綜合試驗段［2］、京滬高速鐵路棗莊至蚌埠綜合試驗段等［3］.通過系統(tǒng)研究，形成了具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的高速鐵路無砟軌道技術(shù)體系.

從目前已經(jīng)開通運營的高速鐵路來看，有砟軌道占有較大比重. 但從研究現(xiàn)狀看，針對高速鐵路有砟軌道的前期研究較少. 高速鐵路運營實踐表明，無砟軌道一旦出現(xiàn)問題，將難以修復(fù)，而有砟軌道易于養(yǎng)護維修. 因此，我國還將大量修建有砟軌道高速鐵路.

根據(jù)國際鐵路聯(lián)盟資料［4］，當高速鐵路橋上采用有砟軌道時，可能會引起道砟破碎粉化、道床側(cè)向失穩(wěn)等問題.軌枕作為軌道結(jié)構(gòu)的重要組成部件，主要承受來自鋼軌的各向壓力，并傳遞給下部道床，而有砟道床的道砟破碎、失穩(wěn)等與軌枕有直接關(guān)系.因此，研究高速鐵路橋上有砟軌道結(jié)構(gòu)軌枕選型具有重要意義.

目前軌道結(jié)構(gòu)理論分析主要采用有限元法，用商用軟件或自編程序. 這種方法是將鋼軌、軌枕和道床等視為連續(xù)體進行分析［5］，這對于一般的力學特性分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計是可行的. 然而，碎石……