●前言
第1章緒論1
1.1我國高速鐵路發展歷程1
1.2橋梁-軌道變形映射問題的提出2
1.3國內外高速鐵路橋梁結構變形限值規定4
1.3.1日本高速鐵路橋梁結構變形限值規定4
1.3.2德國高速鐵路橋梁結構變形限值規定5
1.3.3國內高速鐵路橋梁-軌道結構變形限值規定5
1.4國內外研究現狀9
1.4.1高速鐵路基礎結構變形與軌面幾何形態的拓撲關繫9
1.4.2層間結構聯結失效對軌道不平順的影響10
1.4.3長期服役條件下橋上行車安全性11
1.5本書內容13
第2章橋梁結構豎向變形與CRTSⅠ型軌道幾何形態的映射模型14
2.1橋梁結構豎向變形導致鋼軌變形機理分析14
2.2基本假定15
2.3坐標繫建立及變換15
2.4軌道板模型16
2.4.1單個扣件力作用下軌道板變形17
2.4.2多個扣件力作用下軌道板變形19
2.4.3橋梁結構豎向變形作用導致軌道板變形20
2.4.4軌道板變形總量20
2.5鋼軌模型22
2.5.1鋼軌力學分析23
2.5.2鋼軌模型建立24
2.6橋梁結構豎向變形映射至軌面的解析表達式25
2.7典型豎向變形模式與軌面幾何形態的映射模型26
2.7.1橋墩沉降與鋼軌變形的映射模型26
2.7.2梁體豎向錯臺與鋼軌變形的映射模型27
2.7.3梁端豎向轉角與鋼軌變形的映射模型29
2.8解析模型編程求解流程30
2板式無砟軌道與橋梁結構模型31
2.9.1結構構造及參數取值31
2.9.模型的建立33
2.10豎向變形映射模型的驗證34
2.10.1映射模型模型的對比驗證34
2.10.2映射模型與室內試驗的對比驗證41
2.11本章小結44
第3章橋梁結構橫向變形與CRTSⅠ型軌道幾何形態的映射模型46
3.1橋梁結構橫向變形導致鋼軌變形機理分析46
3.2基本假定46
3.3軌道板模型47
3.4鋼軌模型51
3.5橋梁結構橫向變形映射至軌面的解析表達式51
3.6典型橫向變形模式與軌面幾何形態的映射模型52
3.6.1梁端橫向轉角與鋼軌變形的映射模型52
3.6.2梁體橫向錯臺與鋼軌變形的映射模型53
3.7解析模型編程求解流程54
3.8橫向變形映射模型模型的對比驗證54
3.8.1梁體橫向錯臺55
3.8.2梁端橫向轉角58
3.9本章小結60
第4章含層間聯結失效長時影響的橋梁-CRTSⅡ型軌道變形映射模型61
4.1橋梁結構豎向變形引起軌道不平順機理分析61
4.2層間聯結失效的影響分析62
4.3基本假定及坐標繫的建立63
4.4底座板模型65
4.4.1底座板力學分析65
4.4.2底座板模型建立67
4.5軌道板模型69
4.5.1軌道板力學分析70
4.5.2軌道板模型建立71
4.6鋼軌模型74
4.6.1鋼軌力學分析75
4.6.2鋼軌模型建立76
4.7橋梁結構模型79
4.7.1橋墩沉降引起的梁體豎向變形80
4.7.2梁體豎向錯臺引起的梁體豎向變形80
4.7.3梁端豎向轉角引起的梁體豎向變形81
4.8層間相互作用力81
4.8.1扣件力81
4.8.2砂漿彈簧力82
4.8.3接觸彈簧力83
4.9橋梁附加變形與軌道不平順的映射通用解析模型84
4.10解析模型編程求解流程85
4.11橋梁結構及縱連板式無砟軌模型87
4.11.1參數取值87
4.11.模型的建立88
4.12橋梁-軌道變形映射通用解析模型的驗證89
4.12.1無層間聯結失效時解析模型模型的對比90
4.12.2層間聯結失效時映射解析值模型計算值的對比96
4.12.3層間聯結失效時映射解析值與軌道高低不平順實測值的對比102
4.13本章小結103
第5章關鍵參數對軌道平順性的影響機理105
5.1橋梁結構附加變形幅值對橋梁-軌道變形映射的影響105
5.1.1橋墩沉降幅值對橋梁-軌道變形映射的影響105
5.1.2梁體豎向錯臺幅值對橋梁-軌道變形映射的影響110
5.1.3梁端豎向轉角幅值對橋梁-軌道變形映射的影響115
5.2橋梁跨度對橋梁-軌道變形映射的影響120
5.3梁端懸出長度對橋梁-軌道變形映射的影響121
5.4扣件豎向剛度對橋梁-軌道變形映射的影響124
5.5砂漿層豎向剛度對橋梁-軌道變形映射的影響127
5.6板底脫空對橋梁-軌道變形映射的影響130
5.6.1板底脫空位置對橋梁-軌道變形映射的影響130
5.6.2板底脫空長度對橋梁-軌道變形映射的影響135
5.7層間離縫對橋梁-軌道變形映射的影響137
5.7.1層間離縫位置對橋梁-軌道變形映射的影響137
5.7.2層間離縫長度對橋梁-軌道變形映射的影響142
5.8扣件彈條斷裂對橋梁-軌道變形映射的影響144
5.8.1扣件彈條斷裂位置對橋梁-軌道變形映射的影響145
5.8.2扣件彈條斷裂個數對橋梁-軌道變形映射的影響149
5.9本章小結151
第6章高速鐵路列車-軌道-橋梁耦合振動分析方法154
6.1車輛模型及運動方程154
6.1.1車輛動力學模型154
6.1.2受力分析156
6.1.3車輛運動方程160
6.2橋模型162
6.3軌道結構振動模型165
6.4輪軌相互作用分析模型167
6.4.1輪軌接觸幾何關繫167
6.4.2輪軌法向力計算168
6.4.3輪軌蠕滑力計算169
6.5列車-軌道-橋梁耦合振動方程170
6.6基於SIMPACK與ANSYS建立的列車-軌道-橋梁耦合振動分析模型171
6.6.1車輛多體動力學模型171
6.6.2橋梁-軌道模型176
6.6.3SIMPACK中列車-軌道-橋梁耦合振動的實現177
6.7繫統激勵179
6.7.1軌道隨機不平順180
6.7.2軌道附加不平順181
6.8列車運行安全性和舒適性評價指標183
6.9本章小結184
第7章關鍵因素對高速列車時頻域動力學性能的影響185
7.1橋梁附加變形對車輛時域動力學性能的影響185
7.1.1橋墩沉降對車輛時域響應的影響187
7.1.2梁端轉角對車輛時域響應的影響188
7.1.3梁體錯臺對車輛時域響應的影響189
7.1.4梁體徐變上拱對車輛時域響應的影響190
7.2橋梁附加變形對車輛頻域動力學性能的影響191
7.3不同車速和不同車型對車輛動力學性能的影響193
7.3.1橋墩沉降194
7.3.2梁端轉角195
7.3.3梁體錯臺196
7.3.4徐變上拱198
7.4層間聯結失效對車輛動力學性能的影響199
7.5本章小結201
第8章多指標高速鐵路橋梁服役安全評價準則203
8.1高速鐵路橋梁附加變形與行車安全的映射關繫203
8.1.1橋墩沉降與車輛響應變化量的定量映射關繫203
8.1.2徐變上拱與車輛響應變化量的定量映射關繫207
8.2基於參數討論法的橋梁附加變形安全閾值209
8.2.1橋墩沉降閾值210
8.2.2徐變上拱閾值211
8.2.3梁端轉角和梁體錯臺閾值212
8.3基於橋梁附加變形的多指標橋上行車安全評價準則212
8.4本章小結213
參考文獻214

本書面向“交通強國，鐵路先行”、“一帶一路”倡議、高鐵“走出去”等國家重大戰略需求，緊密結合復雜條件下我國高速鐵路橋梁-軌道運維領域的焦點難題，繫統地研究了橋梁-軌道-列車變形映射與安全評價理論及方法。全書首先構建了高速鐵路橋梁結構豎向和橫向變形與軌面幾何形態的映射模型，建立了含層間聯結失效長時影響的橋梁．軌道變形映射通用模型，闡明了幾何形位交互影響與傳遞機理；在此基礎上，揭示了橋梁變形與車輛動力響應的映射關繫，提出了多指標橋上行車安全評價準則。全書結構有條有理，闡述深入淺出，重視基礎理論，突出關鍵內容，展示創新觀點，服務國家重大戰略。本書為高速鐵路橋梁-軌道結構設計、施工和運維提供了關鍵技術支撐，可供高等院校、科研院所、鐵路勘察設計單位以及各鐵路局相關人員參考使用。