1、目前，我國(guó)尚無完善的重載鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)于重載鐵路軌下結(jié)構(gòu)缺乏系統(tǒng)的理論計(jì)算方法，在其設(shè)計(jì)上一直沿用基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的半經(jīng)驗(yàn)法，缺乏靈活性和針對(duì)性。本文在借鑒公路路基路面設(shè)計(jì)中常用的彈性層狀體系理論的基礎(chǔ)上，采用剛度矩陣法，引入二維傅里葉變換和高斯積分，推導(dǎo)了道床層、基床表層、基床底層、地基層等結(jié)構(gòu)層的剛度矩陣，并基于有限單元法的思想，引入工程梁?jiǎn)卧约皬椈蓡卧M上部軌道結(jié)構(gòu)中的鋼軌、軌枕及扣件部分，手動(dòng)實(shí)現(xiàn)了單輪軸5軌枕分擔(dān)模型的結(jié)構(gòu)離

2、散及單元?jiǎng)澐?，推?dǎo)得到了重載鐵路系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的總剛度矩陣。
　　本研究使用MATLAB數(shù)學(xué)軟件計(jì)算平臺(tái)，編寫了上部梁?jiǎn)卧椈蓡卧?、各有限厚度彈性層、半無限空間體的矩陣函數(shù)以及所需的部分組裝函數(shù)，求解得到了重載鐵路整體結(jié)構(gòu)的總剛度矩陣，從而實(shí)現(xiàn)了理論計(jì)算模型的電算過程，運(yùn)算過程穩(wěn)定且無溢出。使用以上計(jì)算程序，對(duì)不同軸重不同數(shù)量輪載作用下重載鐵路軌下結(jié)構(gòu)豎向位移進(jìn)行較系統(tǒng)的計(jì)算分析：⑴軸重25t單輪軸作用，軌下結(jié)構(gòu)頂面的最大豎向位移

3、為1.90mm，最大軌枕節(jié)點(diǎn)力為77.5kN，軌下基礎(chǔ)表面最大應(yīng)力為0.605MPa；⑵軸重27t雙輪軸作用，軌下結(jié)構(gòu)頂面最大豎向位移為1.81mm，最大軌枕節(jié)點(diǎn)力為69.1kN，軌下基礎(chǔ)表面最大應(yīng)力為0.539MPa；⑶軸重30t四輪軸作用，軌下結(jié)構(gòu)頂面最大豎向位移分別為2.28mm，最大軌枕節(jié)點(diǎn)力為91.8kN，軌下基礎(chǔ)表面最大應(yīng)力為0.716MPa。最后，人為設(shè)定了四種不同的工況，與通用有限元軟件的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，數(shù)值相差較小