Page 250 - 《振动工程学报》2026年第3期

850 振 动 工 程 学 报 第 39 卷

表 2 动力学模型验证
Tab. 2 Validation of the dynamical model
轮轨垂向 扣件压力/ 钢轨垂向 轨道板垂向 底座板垂向 钢轨垂向 轨道板垂向 底座板垂向
项目
力/kN kN 位移/mm 位移/mm 位移/mm 加速度/g 加速度/g 加速度/g
数值模拟 104.5 49.8 0.83 0.17 0.14 246.7 16.9 2.4
实测数据 105.2 51.1 0.84 0.19 0.14 259.3 18.6 2.7
误差 0.67% 2.6% 1.2% 11.7% 0% 5.1% 10.1% 12.5%

式中，H 为沉降幅值；H i 为路基在不同位置的沉降；
2 路基横向不均匀沉降对无砟轨道结构 x 0 为沉降起始点的纵向坐标；x 为计算点的纵向坐

变形的影响 标；L 为沉降波长；y 为计算点的横向坐标；W s 为轨
道板宽度；α 为横向不均匀系数，反映横向不均匀沉
降程度，可用下式表示：
既有研究表明，路基不均匀沉降可通过余弦曲线
［21］
来模拟 ，本文在余弦型不均匀沉降的基础上考虑横向 α = 1 - H s ，α ∈[ 0，1 ] （3）
不均匀沉降，如图 3所示。图 3中， H s 和 H l 为板式轨道 H l
《遂渝线无砟轨道综合试验段无砟轨道设计技
边缘的沉降幅值，分别位于沉降量较小和较大的一侧。
［22］
术条件》 规定路基不均匀沉降波长不应大于 20 m，
沉降幅值不应大于 20 mm。本文按最不利沉降工况
计算，不同横向不均匀系数下的底座板⁃路基层间离
缝如图 4 所示。由图 4 可以看出，横向不均匀系数为
0 和 0.2 时，底座板⁃路基离缝量很小，此时轨道结构
与路基之间为“假脱空” 状态；当横向不均匀系数由
［23］
0.2 增 加 至 0.4 时 ，轨 道 结 构⁃路 基 离 缝 量 增 加 至
图 3 路基横向不均匀沉降示意图 2.374 mm，此时“假离缝”转变为“真离缝”，沉降量较
Fig. 3 Schematic diagram of transverse differential
大一侧出现较明显的脱空现象，导致支撑刚度下降；
settlement of subgrade
当横向不均匀系数由 0.4 增加至 0.6 时，轨道结构⁃路
基脱空范围扩张，沉降中心区段近乎完全脱空，支撑
路基横向不均匀沉降描述 如下：
［5］
刚度进一步下降。文献［23］中规定层间脱空限值为
H i é ê ê 2π( x - x 0 ú ú ù )
z( x，y )=- ê ê 1 - cos ú ú （1） 1.5 mm，本文定义离缝量为 1.5 mm 以上的离缝为
2 ë L û
α 2 - α ) “真离缝”，并建议将使无砟轨道⁃路基产生“真离缝”
H i = y + H （2） 现象的轨道横向变形量作为控制标准。
2
( W s

图 4 底座板-路基层间离缝图
Fig. 4 Separation diagrams of base plate and subgrade

图 5 为不同横向不均匀系数下左、右钢轨的垂 钢轨垂向变形量均呈减小趋势，这是因为路基沉降
向变形曲线。由图 5 可以看出，不考虑路基横向不 量较小一侧会对轨道结构起到支撑效果；由于路基
均匀沉降时，无砟轨道左、右轨垂向位移与路基下沉 发生横向不均匀沉降时，左、右钢轨垂向下沉量不一
量基本一致，但随着横向不均匀系数的增大，左、右 致，这将会使钢轨出现高低不平顺问题。