板式无砟轨道温度场特性及效应研究的任务书.docx

板式无砟轨道温度场特性及效应研究的任务书
任务书
一、背景
随着交通运输需求的增加和人们对交通安全、运行效率的要求不断提高，无砟轨道已逐渐成为城市轨道交通建设和维护中的重要轨道结构形式之一。板式无砟轨道基于地铁和轻轨系统的不同要求被城市轨道交通所采用，其优势在于：低噪声、平稳乘坐、坚固稳定、使用寿命长等，已成为目前城市轨道交通建设的主流。
然而，板式无砟轨道自身也存在一些问题。随着环境温度的变化，轨道的形变、热膨胀和热收缩等现象会影响到轨道的使用寿命和运行效率，从而产生一系列的安全隐患。因此，研究板式无砟轨道温度场特性及效应，对于保障城市轨道交通的安全和稳定运行具有重要意义。
二、研究内容和目标
本项目旨在通过理论分析和仿真计算的方法，研究板式无砟轨道在不同环境温度下的温度场特性及其对轨道运行的影响，为提高城市轨道交通系统的安全性、稳定性以及运行效率，提供有力的理论依据和科学支撑。
具体研究内容包括：
1.板式无砟轨道在不同环境温度下的温度场特性研究：通过对板式无砟轨道进行温度场模拟分析，研究轨道各部位在不同环境温度下的温度变化规律及相关特性，并建立板式无砟轨道温度场实验测试体系；
2.板式无砟轨道温度场对轨道运行的影响研究：基于板式无砟轨道温度场模拟结果，分析不同环境温度下轨道的热膨胀和热收缩现象对轨道的形变、振动及安全运行的影响，建立轨道温度场与轨道运行的映射关系；
3.热防护材料的设计和优化：根据温度场特性及其对轨道运行的影响，研究不同材质、厚度和结构形式的热防护材料对轨道温度变化的影响，分析其综合性能，为轨道热防护材料的设计和优化提供理论支撑。
三、研究方法和技术路线
1.理论分析：通过文献调研、数学建模、热力学分析等方法，对板式无砟轨道的温度场特性及其效应进行理论推导和分析；
2.实验测试：建立板式无砟轨道的温度场测试系统，对不同环境温度下的轨道温度场进行实验测试，获得有效的数据支撑；
3.仿真计算：利用有限元方法和CFD方法建立板式无砟轨道的数值模型，模拟温度场分布及其对轨道运行的影响；
4.热防护材料设计：通过结构设计、材料试验、数值模拟等手段，确定轨道热防护材料的最佳设计方案。
四、研究成果
1.板式无砟轨道温度场模拟分析成果：获得不同环境温度下板式无砟轨道的温度分布规律及其特性；
2.板式无砟轨道温度场对轨道运行的影响成果：分析不同环境温度下轨道的热膨胀和热收缩现象对轨道形变、振动及安全运行的影响，并建立轨道温度场与轨道运行的映射关系；
3.热防护材料设计成果：研究不同材质、厚度和结构形式的热防护材料对轨道温度变化的影响，为轨道热防护材料的设计和优化提供理论支撑。
以上成果将为城市轨道交通的安全稳定运行提供技术支持和参考。同时，研究成果也可为后续的板式无砟轨道设计和维护工作提供重要的理论依据。
五、研究周期和经费预算
本项目执行周期为两年，预算经费为100万元，主要用于实验测试、设备采购、人员待遇、材料费用等方面。
六、参考文献
1.焦媛媛，张志清，曹泉，等.环信地铁板式无砟轨道热膨胀分析[D].大连:大连理工大学,2014.
2.宋永兵，张春晖，苏百文.现代城市轨道交通建设[M].北京：高等教育出版社,2006.
3.李柚，袁一平.城市轨道交通与轨道换热器[G].上海：上海交通大学,2003.