(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210663480.4 (22)申请日 2022.06.13 (71)申请人 西南交通大 学 地址 610031 四川省成 都市二环路北一段 (72)发明人 罗强　谢宏伟　蒋良潍　张良　 王腾飞　叶庆志　冯桂帅　 (74)专利代理 机构 北京正华智诚专利代理事务 所(普通合伙) 11870 专利代理师 周芸婵 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种高速铁路无砟轨道路基列车荷载动力 系数确定方法 (57)摘要 本发明公开了一种高速铁路无砟轨道路基 列车荷载动力系数确定方法， 考虑了行车速度、 轨道平顺水平对高速铁路无砟轨道路基列车荷 载动力系数概率分布的影 响， 能够确定适应不同 行车速度、 轨道平顺状态与概率水平组合下路基 列车荷载动力系数， 克服了规范中高速铁路路基 列车荷载动力系数确定方法对不同速度等级与 轨道平顺水平取固定值的问题。 根据本发明确定 路基动力系数， 只需根据线路目标路段的轨道检 测高低不平顺数据， 即可简便、 快捷地估算路基 列车荷载动力系数， 便于工程应用， 且与现场实 车测试和动力学仿真相比， 显著降低了成本， 有 效节约了时间。 按本发明确定的无砟轨道路基列 车荷载动力系数， 精度较好， 能满足工程应用的 要求。 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 CN 114969980 A 2022.08.30 CN 114969980 A 1.一种高速铁路无砟轨道路基列车荷载动力系数确定方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： S1、 针对线路目标路段， 由轨道检测高低不平顺数据， 获得10m弦长最大矢度Δ， 并根据 10m弦长最大矢度Δ， 确定 轨道不平顺谱百分位数 λ； S2、 根据轨道不平顺谱百分位数λ， 确定位置 ‑平顺指数Iμ λ与离散‑平顺指数Iβ λ； 同时， 根 据线路目标路段列车最高运行速度v， 确定位置 ‑速度指数Iμv与离散‑速度指数Iβ v； S3、 根据位置 ‑平顺指数Iμ λ与位置‑速度指数Iμv， 确定列车荷载动力系数φ概率分布的 位置参数 μ； 同时， 根据 离散‑平顺指数Iβ λ与离散‑速度指数Iβ v， 确定列车荷载动力系数φ概 率分布的形状参数β； S4、 根据列车荷载动力系数φ的位置参数 μ与形状参数β， 确定保证率p对应的无砟轨道 路基列车荷载动力系数φp。 2.根据权利要求1所述的高速铁路无砟轨道路基列车荷载动力系数确定方法， 其特征 在于， 所述 步骤S1中轨道不平顺谱百分位数 3.根据权利要求1所述的高速铁路无砟轨道路基列车荷载动力系数确定方法， 其特征 在于， 所述 步骤S2中位置 ‑平顺指数 4.根据权利要求1所述的高速铁路无砟轨道路基列车荷载动力系数确定方法， 其特征 在于， 所述 步骤S2中离 散‑平顺指数Iβ λ＝3.91λ‑6.94 λ2+5.09 λ3。 5.根据权利要求1所述的高速铁路无砟轨道路基列车荷载动力系数确定方法， 其特征 在于， 所述步骤S2中位置 ‑速度指数Iμv的确定方法为： 当v≤100km/h， Iμv＝0； 当100km/h＜v ≤300km/h， Iμv＝0.0041v ‑0.41； 当300km/h＜v≤500km/h， Iμv＝0.002v+0.22； 当500km/h＜ v≤600km/h， Iμv＝0.0008v+0.82。 6.根据权利要求1所述的高速铁路无砟轨道路基列车荷载动力系数确定方法， 其特征 在于， 所述步骤S2中离散 ‑速度指数Iβ v的确定方法为： 当v≤100km/h， Iβ v＝0； 当100km/h＜v ≤350km/h， Iβ v＝0.0038v ‑0.38； 当350km/h＜v≤500km/h， Iβ v＝0.002v+0.25； 当500km/h＜ v≤600km/h， Iβ v＝1.25。 7.根据权利要求1所述的高速铁路无砟轨道路基列车荷载动力系数确定方法， 其特征 在于， 所述步骤S3中列车荷载动力系数φ概率分布的位置参数 μ＝0.2403Iμ λIμv+0.1994Iμv+ 1。 8.根据权利要求1所述的高速铁路无砟轨道路基列车荷载动力系数确定方法， 其特征 在于， 所述 步骤S3中列车荷载动力系数φ概 率分布的形状参数β ＝0.1 187Iβ λIβ v。 9.根据权利要求1所述的高速铁路无砟轨道路基列车荷载动力系数确定方法， 其特征 在于， 所述步骤S4中保证率p位于0～100％范围对应的无砟轨道路基列车荷载动力系数 权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114969980 A 2一种高速铁路无砟轨道路基列车荷载动力系数确定方 法 技术领域 [0001]本发明属于铁路路基工程技术领域， 具体涉及一种高速铁路无砟轨道路基列车荷 载动力系数确定方法。 背景技术 [0002]高速铁路运营速度较普速铁路大幅提升， 大量采用整体性强、 维修工作量少的无 砟轨道， 这对轨道结构的平顺性和路基结构的动力稳定性提出了更高的要求。 路基基床结 构的累积变形受列车动荷载影响较大， 现有的基床结构设计一般采用拟静力 法， 即将列车 荷载所引起的动力作用考虑为静荷载与大于1的动力系 数φ的乘积。 因此明确路基列车荷 载动力系数φ的取值， 是路基 基床结构设计技 术关键。 [0003]轨道不平顺作为车辆 ‑轨道‑路基系统的主要激励源， 直接影响路基动力响应， 随 着行车速度提高， 由轨面不平顺引起的动力 响应逐渐增大。 不同线路或路段 的轨道平顺性 水平存在差异， 不同平顺性水平下的轨道不平顺频谱的曲线 形态相似且幅值满足一定概率 分布， 可由轨道不平顺谱百分位数λ表征不平顺程度。 而在确定的平顺条件下， 轨道不平顺 沿线路纵向随机分布。 轨面不平顺对路基动力响应的影响具有轨道谱频域与不平顺 纵向两 方面的随机性。 路基承受列车荷载的动力系数φ受行 车速度与轨道不平顺共同影响。 [0004]现行铁路行业相关规范中路基承受列车荷载的动力系数多基于经验确定， 如 《TB10001 ‑2016铁路路基设计规范》 考虑线路等级与列车速度， 对于速度250～350km/h高速 铁路， 动力系数φ取固定值 1.9。 规范方法确定的列车荷载动力系数φ对轨道 不平顺和列车 运行速度的影响均考虑不甚充分， 且适用的最高运行速度未超过350km/h， 尤其未考虑路基 承受列车荷载动力系数的随机 分布特征， 不能按承载能力极限状态与正常使用极限状态分 别取值。 发明内容 [0005]本发明的目的是在考虑轨道平顺性和列车运行速度对路基承受列车荷载动力系 数随机分布参数影响的基础上， 提出了一种高速铁路无砟轨道路基列车荷载动力系数确定 方法。 [0006]本发明的技术方案为： 一种高速铁路无砟轨道路基列车荷载动力系数确定方法， 包括以下步骤： [0007]S1、 针对线 路目标路段， 由轨道检测高低不平顺数据， 获得10m弦长最大矢度Δ； 根 据10m弦长最大矢度Δ， 确定 轨道不平顺谱百分位数 λ。 [0008]S2、 根据轨道不平顺谱百分位数λ， 确定位置 ‑平顺指数Iμ λ与离散‑平顺指数Iβ λ； 同 时， 根据线路目标路段列车最高运行速度v， 确定位置 ‑速度指数Iμv与离散‑速度指数Iβ v。 [0009]S3、 根据位置 ‑平顺指数Iμ λ与位置‑速度指数Iμv， 确定列车荷载动力系数φ概率分 布的位置参数 μ； 同时， 根据 离散‑平顺指数Iβ λ与离散‑速度指数Iβ v， 确定列车荷载动力系数 φ概率分布的形状参数β 。说　明　书 1/5 页 3 CN 114969980 A 3