[发明专利]一种有砟轨道高速铁路基床结构厚度的确定方法

权利要求书

1.一种有砟轨道高速铁路基床结构厚度的确定方法，其步骤如下：

A、轮载力的分担

计算车轮下方的5根轨枕i承担的左轮载力P_ia、右轮载力P_ib：

Pia=Pib=12P(1+0.003v)·e-(i-3)23.125/Σi=15e-(i-3)23.125]]>

式中，i为车轮下方的5根轨枕的序号，从前到后依次为1、2、3、4、5，其中轨枕3为车轮正下方的轨枕，P为车轮的轴重，v为设计行车速度，e为自然对数的底数；

B、枕底的平均压力计算

计算轨枕3枕底的左部分的平均压力p_3a：

P3a=P3al·b]]>

式中，l为轨枕端部至钢轨中轴线距离的2倍，b为枕底宽度；

C、轨枕下方位置最大车辆荷载应力与深度关系的确定

采用局部面积角点法计算出轨枕3枕底的左部分的平均压力p_3a对其底部中心正下方深度z处产生的车辆荷载应力σ_z3a，σz3a=2p3aπ[2lzbb2+4z2+l2·b2+l2+8z2(b2+4z2)(l2+4z2)+arctanlb2zb2+4z2+l2];]]>

根据轨枕i承担的左轮载力P_ia、轨枕i枕底的左部分中心与轨枕3枕底的左部分中心的距离，采用垂直集中荷载模式计算出轨枕i承担的左轮载力P_ia对轨枕3枕底的左部分中心正下方深度z处产生的车辆荷载应力σ_zia，且i≠3，其中d为相邻两轨枕间距；

根据轨枕i承担的右轮载力P_ib、轨枕i枕底的右部分中心与轨枕3枕底的左部分中心的距离，采用垂直集中荷载模式计算出轨枕i承担的右轮载力P_ib对轨枕3枕底的左部分中心正下方深度z处产生的车辆荷载应力σ_zib，σzib=32·Pibπ·z3[(3-i)2d2+1.4352+z2]5/2,]]>其中1.435为标准轨距；

将以上所有车辆荷载应力σ_z3a、σ_zia、σ_zib求和得到轨枕3枕底的左部分中心正下方深度z处的车辆总荷载应力σ_za，该处的车辆总荷载应力σ_za即为轨枕枕底下方同一深度z各位置最大车辆荷载应力；

D、求出车轮正下方的轨枕3枕底的左部分中心正下方深度z的结构自重应力q_za，q_za=q_c+γ_m(z-c)；式中，q_c为轨道结构的自重应力、γ_m为基床结构填土容重，c为道床厚度，且z≥c；

E、基床结构厚度的确定

根据轨枕3枕底的左部分中心正下方深度z处的车辆总荷载应力σ_za及其结构自重应力q_za得到基床结构厚度，即：令求解该方程，得到深度z的根z₀，将根z₀减去道床厚度c即为基床结构的厚度H，即H=z₀-c。