无砟轨道高速列车运行安全性和舒适性的动力可靠度研究

以高速列车-无砟轨道随机时变系统为研究对象，基于结构动力可靠性理论，围绕高速列车运行的安全性和舒适性问题开展深入系统的研究。拟提出我国高速铁路运营条件下无砟轨道不平顺功率谱密度表达式；基于首超失效机制，建立随机激励作用下车轨时变系统响应动力可靠度的计算方法，用蒙特卡洛法校核该方法的正确性；通过数值仿真分析，评估高速列车运行安全性和舒适性评价指标的动力可靠度，提出时速350公里及以上等级高速列车运行安全性和舒适性评判标准的建议值；根据现场测试结果验证理论研究的正确性。创新体现在用概率的方法分析列车运行安全性和舒适性问题，并且建立新的动力可靠度计算方法。新方法拟将求解系统响应首超时间的概率分布函数问题，转化为求解系统响应的最大值随机变量概率分布函数问题，用所得分布函数计算其动力可靠度。为我国高速列车运行安全性和舒适性的检测、评判标准的制定与研究提供技术储备，并在该工程技术领域内生长新的知识点。

以高速列车-无砟轨道（桥梁）随机时变系统为研究对象，基于结构动力可靠性理论，围绕高速列车运行的安全性和舒适性问题开展了深入系统的研究。基于首超失效机制，提出了随机激励作用下车轨（桥）时变系统动力响应可靠度的计算方法，用蒙特卡洛法校核该方法的正确性；仿真分析获得了车-道（桥）系统动力响应的概率特征，并与现场测试结果进行对比，两者吻合良好；用目前的设计参数计算了列车四种速度工况（200km/h、250km/h、300km/h、350km/h）下的列车运行安全性和舒适性评判指标的可靠度，结果表明列车运行具有很好的安全性和舒适性。项目成果可为无砟轨道设计、养护维修提供理论依据。