在我国,现代有轨电车主要用于一线和二线城市地铁或轻轨未覆盖的区域,是公共交通出行的一种有效补充,现已在多个城市如上海、南京等开通运营;很多城市如成都、武汉等也开始了现代有轨电车的筹划工作。然而,现代有轨电车线下基础结构目前还大多参考国铁技术标准进行设计,已颁布的少数地方规范也主要借鉴了国铁相关成果及要求,尚未形成紧密结合有轨电车自身特点的技术规范或标准。有轨电车在轴重、轴载分布、行车速度、运营环境等方面与国铁均存在显著差异,照搬国铁的相关标准不仅可能引起技术的不适应,也可能引起经济的不合理。因此,开展现代有轨电车线下基础结构的相关技术研究,具有重要的工程意义,也是有轨电车发展的迫切需求。因有轨电车大多在城区运行,需要与市政道路共享路权,同时严格控制环境噪音等。在整体的混凝土道床中通过高分子材料形成的具有连续支撑、弹性锁固功能,又能改善轮轨接触关系的嵌入式轨道结构在现代有轨电车得到了广泛应用。有轨电车轴载经嵌入式轨道结构传递扩散至线下基础,随着运营时间的增加,可能引起基础的刚度变化、变形增加等问题,进而对上部轨道结构的平顺性造成不良影响,进而导致行车舒适性降低,严重时还可能导致行车事故。因而,准确掌握嵌入式轨道结构线下基础承受有轨电车荷载作用特性,探讨线下基础结构的强化技术,对于完善现代有轨电车设计及建造技术具有重要意义。为此,论文针对《四川省嵌入式连续支撑无砟轨道工程技术规程》(报批稿)中所涉及的两种典型的嵌入式无砟轨道结构,运用Winkler弹簧基础上叠合梁模型及半无限空间弹性理论,探讨了双轴载下荷载扩散至基础面纵向的分布状况,并进一步探讨了基础顶面荷载分布模式及其荷载沿深度的分布规律;针对嵌入式板式无砟轨道结构,依据“车辆—轨道”耦合动力学理论,构建了“有轨电车—嵌入式板式轨道—线下基础”垂向耦合动力学分析模型,分析了 20km/h～100km/h行车速度下线下基础顶面动应力特性,采用数理统计相关方法,讨论了动力影响系数取值;在掌握有轨电车线下基础承受的荷载作用特性基础上,借鉴铁路基床结构设计理论,探讨了有轨电车线下基础换填强化的技术方案。论文分析研究获得的结论如下:1)通过分析两种嵌入式轨道结构即现浇嵌入式轨道结构和板式嵌入式轨道结构,运用Winkler弹簧地基叠合梁模型理论对基础面纵向应力进行分析,将两种轨道模式分别分为4层、3层计算,并考虑局部分层情况。对基础面荷载特征进行分析研究,进而对基础荷载条件进行分析计算。结合无砟轨道荷载分布模式,并用Boussinesq解对车辆荷载在线下基础沿深度的变化规律进行了分析。通过分析计算表明,当地基系数取40MPa/m时,嵌入式、现浇轨道荷载纵向分布相差不大,分别为10.21～14.74m,11.32～14.41m。地基系数对其荷载长度的变化有一定影响,且随着地基系数的增大,其变化越来越小。在地基系数增加到原来7倍时,其长度分别减小到原来的65.1%,65.9%,66.7%,即大约减少66%。地基系数对其荷载长度的变化有一定影响,且随着地基系数的增大,其变化越来越小,且二者沿深度逐渐衰减且变化规律较为相似。2)基于车辆—轨道耦合系统的动力学理论和方法,建立了垂直耦合系统有轨电车车辆—嵌入式轨道—基础垂向耦合系统动力学模型。在轨道激励应用不均匀轨道频谱的条件下,即美国6级频谱,车辆运行速度为80km/h情况下,通过建立的模型分析,基础面动力作用保证率为97.72%(2倍均方差)所对应的状况,其对应的基础面动力系数为极限动力系数为φdj=1.25。当基础面动力作用保证率是65.54%(0.4倍均方差)所对应的状态为常遇动力系数φdc=1.07。当车辆速度为80km/h时,通过与经验公式比较,求得的极限动力系数中φdj及常遇动力系数φdc较符合一般认识。3)以板式嵌入式轨道为例,各个统计点最大值为统计参数,考虑不同速度,计算仿真中车辆的运行计算速度以20 km/h、40 km/h、60 km/h、80km/h、100 km/h分析计算。随着速度的逐渐增大,基础常遇动应力逐渐增大,由1.01增大到1.20。基础极限动应力也逐渐增大,由1.09增大到1.38。常遇动应力及极限动应力在基础内随着基础深度的增加而逐渐减小且衰减速度逐渐减小。4)在现代有轨电车80km/h时的动力作用下,即其常遇动力系数为1.07时,根据应力比值法确定基础厚度,按照基础荷载动静应力之比为0.1确定车辆荷载作用区域范围。经过分析计算可得,板式嵌入式轨道结构和现浇轨道结构的车辆荷载作用区域范围分别为 2.05m、1.85m。5)对两种现代有轨电车轨道即板式嵌入式轨道和现浇嵌入式轨道进行分析。在地基系数为40MPa/m的条件下,探讨了现代有轨电车嵌入式轨道基础换填厚度的设计技术,建议现代有轨电车嵌入式轨道的嵌入轨道的厚度,即两种嵌入式轨道换填厚度分别为 1.25m、0.91m。6)以不同地基承载力条件下的换填结论为前提,得到了有轨电车嵌入式轨道换填厚度方案。对于板式轨道,当地基承载力分别为50 kPa、60 kPa、70 kPa、80 kPa、90 kPa、100 kPa、110 kPa、120kPa、125 kPa、130kPa、135 kPa、140kPa,其换填厚度分别为:3.84m、3.18m、2.66 m、2.25m、1.89 m、1.57m、1.29m、1.05 m、0.85 m、0.65 m、0.39 m、0m。对于现浇轨道,当地基承载力分别为50kPa、60kPa、70kPa、80kPa、90kPa、100 kPa、110 kPa、120 kPa、125 kPa,其换填厚度分别为:3.51m、2.89m、2.39 m、1.96 m、1.61 m、1.28 m、0.95 m、0.51 m、0m。因此,随着地基承载力的逐渐加大,换填层厚度逐渐降低,直到不用换填。