论文题目：高速铁路无砟轨道结构设计检算软件设计与实现
摘要：无砟轨道以其能较好的保持轨道几何形位,拥有良好的平顺性、稳定性,使用周期长,维修成本小,结构耐久性强等优势在高速铁路领域应用广泛。近些年,无砟轨道结构也在我国铁路沿线大量铺设。随着京津城际高速铁路、武广高速铁路、沪杭高速铁路和京沪高速铁路等相继开通和运营,我国高速铁路无砟轨道技术已逐步实现系列化、现代化和标准化。这也标志着各类型无砟轨道相应设计检算流程的系统化和规范化。但目前在无砟轨道结构设计这块我国大部分设计检算工作还是以人工计算为主,检算报告也是以长篇幅的文字叙述呈现,既增加了设计人员的工作量,其冗长的计算报告也达不到一目了然的效果,导致轨道结构设计工作效率低,设计人员不能把更多精力聚焦于方案的优化上。本文针对目前无砟轨道结构设计检算的实际应用问题,对目前我国几种主流高速铁路无砟轨道结构进行了设计流程的梳理、相应有限元计算模型的建立、新式计算报告的设计以及软件的开发等工作。主要研究内容和成果如下:（1）对国内主流高速铁路无砟轨道结构特点及相关设计方法和规范流程进行了归纳分析。利用ANSYS静力学模块,确定各轨道模型边界条件和结构各层传力关系后,建立了相应的静力学仿真模型。其中,建立模型过程采用APDL语言,实现模型参数化。（2）基于Python编程语言,将ANSYS有限元软件、Access数据库、Office办公软件以及Python库相结合,开发了高速铁路无砟轨道结构设计检算软件。（3）使用高速铁路无砟轨道设计检算软件,以CRTSⅠ型板式无砟轨道为例,进行了主体结构的设计检算。获取并分析了该软件生成的表格式计算报告的应用效果,指出该系统对辅助轨道结构设计工作的重要作用。最后,探讨了软件需要改进的部分,为下一步的深化研究打下基础。
关键词：高速铁路;无砟轨道;结构设计;软件开发;表格式计算报告
学科专业：建筑与土木工程（专业学位）
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外现状
1.2.1 高速铁路无砟轨道结构研究现状
1.2.2 无砟轨道结构设计方法及规范研究现状
1.2.3 铁路相关设计软件研究现状
1.3 本文研究内容和思路
1.3.1 本文研究内容
1.3.2 本文研究思路
第2章 无砟轨道设计方法
2.1 各类无砟轨道的设计检算内容
2.2 结构设计计算方法的选择
2.2.1 普通钢筋混凝土结构
2.2.2 预应力钢筋混凝土结构
2.3 荷载计算及荷载组合
2.3.1 主体结构荷载特性及计算方法
2.3.2 主体结构荷载组合
2.4 列车荷载弯矩计算方法
2.4.1 板式无砟轨道弯矩计算模型
2.4.2 双块式无砟轨道弯矩计算模型
2.5 其他附属结构相关计算方法
2.6 本章小结
第3章 无砟轨道设计检算软件设计
3.1 系统需求分析
3.2 软件总体设计
3.2.1 软件结构设计
3.2.2 软件功能分析
3.2.3 系统开发运行环境
3.3 程序框图
3.4 数据库设计
3.4.1 数据库开发工具及Python的数据访问技术
3.4.2 数据需求分析
3.4.3 概念结构设计
3.4.4 逻辑结构设计
3.4.5 物理结构设计
3.5 本章总结
第4章 软件应用及设计案例
4.1 软件搭建平台的选择
4.1.1 计算机语言选择
4.1.2 CAE平台的选择
4.2 软件功能实现及演示
4.2.1 高速铁路无砟轨道主结构设计检算软件的特点
4.2.2 系统登陆模块
4.2.3 系统主界面
4.2.4 新建工程项目
4.2.5 数据基础操作模块
4.2.6 调用ANSYS平台接口设置
4.2.7 数据的处理
4.2.8 结构设计计算报告书生成
4.2.9 其他功能模块
4.3 设计案例
4.3.1 结构计算参数拟定
4.3.2 报告效果展示
4.4 本章小结
结论与展望
主要研究工作与结论
进一步研究展望
致谢
参考文献