本发明涉及轨道安全分析控制领域，尤其涉及一种路基不均匀沉降对轨道结构随机振动特性的分析方法。
背景技术：
随着计算机技术的不断发展和各种商业有限元软件的出现，有限元法得到了飞快发展，并被用于各种分析中，如热力学分析、流体力学分析、机械零件性能分析、结构静力和动力分析等等。在铁路轨道结构振动分析中，有限元法也逐渐被采用，在离散单元足够小的情况下大大提高了计算结果的精确性，并解决了许多之前难以解决的问题。
有砟轨道结构将会出现如下三种主要缺陷类型：1)由于橡胶垫板抗老化性和抗拉伸性的降低以及弹条的破损，所造成的扣件松脱或失效；2)由于道床板结、松散、不均匀沉降量的不断积累或暗坑的存在，所造成的轨枕部分悬空或完全吊空；3)由于线路纵向地基土性质和厚度的变化以及路基填料的不均匀和地下水的作用，所造成的路基不均匀沉降。
路基是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，它被直接用于支承轨道结构，是铁路线路的基础。但是，在实际铁路线路中，由于路基土层厚度和性质沿着线路纵向是不断变化的，而路堤填料在性质上也存在着不均匀现象，再加上地下水的不断侵蚀和列车荷载的长期反复作用等原因，路基不均匀沉降将不可避免。
技术实现要素：
根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种路基不均匀沉降对轨道结构随机振动特性的分析方法：包括以下步骤：
S1：采集有砟轨道的钢轨位移参数信息、轨枕位移参数信息、道床位移参数信息、枕上压力信息和道床顶面压力信息；
S2：建立路基不均匀沉降条件下对轨道结构随机振动特性的分析模型，通过计算路基不均匀沉降折减系数对轨道结构的特性进行分析和评价；
S3：总结整理出路基不均匀沉降对轨道结构影响的因果关系，整理出数据 参数值和影响分析报表图。
所述路基不均匀沉降折减系数采用如下方式计算：
取路基支承刚度Kf′＝γ(x)Kf和阻尼Cf′＝γ(x)Cf，其中路基不均匀沉降折减系数γ(x)采用如下算法：
式中，x为距离沉降起点的长度；
a为路基不均匀沉降折减系数幅值，取值范围为0～1.0；
l0为沉降长度。
由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种路基不均匀沉降对轨道结构随机振动特性的分析方法，通过研究得到当出现路基不均匀沉降时，沉降幅值处轨道结构各组件的振动能量都有了明显增大，并且道床振动能量增加的最大，轨枕次之，钢轨最小；路基不均匀沉降越严重，轨道结构各组件振动能量的增幅也就越大，尤其当沉降幅值处路基刚度和阻尼为零时(工况三)，振动将变得尤为剧烈，必须予以重视。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：
如图1所示的一种路基不均匀沉降对轨道结构随机振动特性的分析方法，包括以下步骤：
S1：采集有砟轨道的钢轨位移参数信息、轨枕位移参数信息、道床位移参数信息、枕上压力信息和道床顶面压力信息；
S2：建立路基不均匀沉降条件下对轨道结构随机振动特性的分析模型，通过计算路基不均匀沉降折减系数对轨道结构的特性进行分析和评价；
S3：总结整理出路基不均匀沉降对轨道结构影响的因果关系，整理出数据参数值和影响分析报表图。
所述路基不均匀沉降折减系数采用如下方式计算：
取路基支承刚度Kf′＝γ(x)Kf和阻尼Cf′＝γ(x)Cf，其中路基不均匀沉降折减系数γ(x)采用如下算法：
式中，x为距离沉降起点的长度；
a为路基不均匀沉降折减系数幅值，取值范围为0～1.0；
l0为沉降长度。
实施例：
为了分析路基不均匀沉降对轨道结构随机振动特性的影响，本文重点研究了a＝0.7和a＝1.0时，轨道结构各组件的随机振动响应，具体计算方案见表6.1。
表6.1 路基不均匀沉降的计算方案
Tab.6.1 The simulation scheme of uneven settlement of subgrade
在本章的数值仿真计算中，取荷载移动速度V＝180km/h，相应的荷载功率谱，并采用以下动力学量作为分析指标：
(1)钢轨位移(m)；
(2)钢轨加速度(m/s2)；
(3)轨枕位移(m)；
(4)轨枕加速度(m/s2)；
(5)道床位移(m)；
(6)道床加速度(m/s2)。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。