Hogesnelheidsspoorlijn
16 december 2002 | 16.00 uur
hr. A. Vostroukhov | M.Sc.Physics Nizhny Novgorod State U. Rusland.
promotor | Prof.ir. A.C.W.M. Vrouwenvelder (fac CiTG)
Three-dimensional dynamic models of a railway track for high-speed trains.
Bij het modelleren van het dynamische gedrag van een hogesnelheidsspoorlijn
moet men rekening houden met de elastische golven die opgewekt kunnen worden
in de ondergrond. Dit is nodig, omdat moderne hogesnelheidstreinen kunnen
reizen met een snelheid die vergelijkbaar is met de snelheid van
oppervlaktegolven in de grond. Door met een dergelijke snelheid te bewegen
veroorzaakt de trein een duidelijke versterking van de railvibraties en
genereert krachtige vibraties in de grond die waarneembaar kunnen zijn tot
op grote afstanden van de spoorlijn. Behalve dit kan de opwekking van
grondvibraties leiden tot een merkbare toename van het energieverbruik van
de trein. In dit werk worden de eerdergenoemde fenomenen analytisch
bestudeerd door middel van driedimensionale lineaire modellen voor een
spoorlijn. Het hoofddoel van dit onderzoek is het bestuderen van de
"steady-state" dynamische respons van diverse driedimensionale modellen voor
de spoorbaan op uniform bewegende lasten van constante grootte. Het
praktisch oogmerk achter dit doel is het effect van de fysische
spoorbaanparameters op de dynamica te onderzoeken, zodat deze parameters
zodanig geselecteerd kunnen worden dat een sterke toename van de
spoorbaantrillingen bij hoge treinsnelheden vermeden wordt. In het bijzonder
richt dit proefschrift zich op: 1) het bestuderen van materiaaldemping in de
grond, de schokbrekers en de ballast; 2) het analyseren van de invloed van
de fysische eigenschappen en de gelaagdheid van de ondergrond van de
spoorbaan; 3) elastische "drag" bestuderen, hetgeen een maat is voor het
energieverlies van een hogesnelheidstrein door golfontwikkeling in de
spoorbaan; 4) een 3D model ontwikkelen voor de spoorbaan, hetgeen de
inhomogeniteit van de baan in lengterichting (ten gevolge van dwarsdragers)
moet verdisconteren, en de dynamische respons bestuderen van een dergelijk
model op een aantal constante, uniform bewegende lasten; 5) de mogelijkheid
bestuderen om ontsporing van een wagon van een lange goederentrein te
detecteren door het spectrum van de spoorstaaftrillingen onder de wielen van
de locomotief te meten.