CN110737966A - 轨道不平顺确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轨道不平顺确定方法及装置，涉及高速铁路车桥耦合振动的技术领域，能够将获取到的影响轨道不平顺的层间联结失效参数输入至预先构建的桥梁—轨道变形模型，利用该桥梁—轨道变形模型计算轨道不平顺的改变值，根据改变值确定轨道不平顺，有效缓解了由于没有考虑轨道结构层间联结失效对轨道附加不平顺的影响，造成的获取的附加轨道不平顺谱与实际工程结构存在偏差，降低模拟准确性的问题。

Description

轨道不平顺确定方法及装置

技术领域

本发明涉及高速铁路车桥耦合振动技术领域，尤其是涉及一种轨道不平顺确定方法及装置。

背景技术

高速铁路的发展已经从大规模建设阶段进入了长期安全稳定运营、维护阶段。由于铁路覆盖地域范围广阔，因此部分高铁线路会不可避免地处于特殊地质条件下，例如，铁线处于地震活跃带和海拔高的地带，加之受列车的运行以及材料在特殊环境下造成的变形，则容易造成铁路的梁桥会产生桥墩下沉或者上拱等桥梁附加变形。桥梁附加变形将通过轨道结构层层上传导致轨面产生跟随变形，引起轨道的附加不平顺，致使影响列车的安全运行。

高速铁路对轨道平顺性的要求随运营速度呈几何指数增长，在建设与运营维护中始终应达到并保持毫米级甚至亚毫米级的精度。目前，为了能够充分了解附加变形的变形情况，通常采用轨道不平顺谱来实现模拟，在实际应用时，由于没有考虑轨道结构层间联结失效对轨道附加不平顺的影响，因此，获取的附加轨道不平顺谱可能与实际工程结构有所偏差，降低模拟的准确性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种轨道不平顺确定方法及装置，以缓解上述技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种轨道不平顺确定方法，该方法包括：获取影响轨道不平顺的层间联结失效参数；将层间联结失效参数输入至预先构建的桥梁—轨道变形模型，计算轨道不平顺的改变值；根据改变值确定轨道不平顺。

第二方面，本发明实施例还提供一种轨道不平顺确定装置，该装置包括：获取模块，用于获取影响轨道不平顺的层间联结失效参数；计算模块，用于将层间联结失效参数输入至预先构建的桥梁—轨道变形模型，计算轨道不平顺的改变值；确定模块，用于根据改变值确定轨道不平顺。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供的一种轨道不平顺确定方法及装置，能够将获取到的影响轨道不平顺的层间联结失效参数输入至预先构建的桥梁—轨道变形模型，利用该桥梁—轨道变形模型计算轨道不平顺的改变值，根据改变值确定轨道不平顺，有效缓解了由于没有考虑轨道结构层间联结失效对轨道附加不平顺的影响，造成的获取的附加轨道不平顺谱与实际工程结构存在偏差，降低模拟准确性的问题。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种轨道不平顺确定方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种桥梁的层间结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种简支梁竖向变形示意图；

图4为本发明实施例提供的一种底座受力分析示意图；

图5为本发明实施例提供的一种道岔床受力分析示意图；

图6为本发明实施例提供的一种轨道受力分析示意图；

图7为本发明实施例提供的一种层间离缝情况下轨道不平顺的示意图；

图8为本发明实施例提供的一种轨道变形细节示意图；

图9为本发明实施例提供的一种轨道不平顺确定装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由于高速铁路基础结构具有材料属性差别大、竖向多层、纵向异性，带状性分布等特征，运营线上无砟轨道结构已出现诸多部件损伤、层间结构开裂等问题，如道岔床与CA砂浆层出现离缝甚至板底脱空，砂浆充填层碎裂，扣件弹条断裂，道岔床、底座或支承层裂纹等。当桥梁附加变形向上逐层映射时，不同程度的层间界面联结失效和连接构件破坏等结构不连续、刚度不均匀初始损伤必然恶化轨道动力不平顺。同时，受列车、温度荷载的循环作用，层间损伤也会进一步发展，从而形成恶性循环。

目前，针对桥墩沉降、简支梁下挠等桥梁结构附加变形对高速列车运行安全影响的研究已有不少，由于在获取附加轨道不平顺谱的过程中没有没有考虑轨道结构层间联结失效对轨道附加不平顺的影响，所以在对轨道不平顺的研究中与实际工程结构有所偏差，基于此，本发明实施例提供的一种轨道不平顺确定方法及装置，以缓解上述技术问题。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种轨道不平顺确定方法进行详细介绍。

实施例一：

本发明实施例提供了一种轨道不平顺确定方法，如图1所示的一种轨道不平顺确定方法的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S102，获取影响轨道不平顺的层间联结失效参数；

具体实现时，轨道受环境载荷、列车荷载的反复作用，桥梁附加变形引起轨道附加不平顺的同时，会引起层间联结失效的问题，如CA砂浆层出现缺损的现象、道岔床与CA砂浆层出现离缝以及道岔床底部出现脱空、扣件弹条出现断裂等现象，上述层间联结失效会造成CA砂浆层、道岔床以及轨道之间的耦合作用发生改变，进一步引起轨道的变形。

具体地，对于道岔床底部砂浆脱空这一层间联结失效的情况，其层间联结失效参数通常包括道岔床底部砂浆脱空的位置和脱空长度；对于CA砂浆层离缝这一层间联结失效的情况，其层间联结失效参数包括通常包括CA砂浆层离缝位置、离缝长度以及初始离缝高度；而对于扣件弹条断裂这一层间联结失效的情况，其层间联结失效参数包括扣件弹条断裂的数量以及弹条断裂的位置。

步骤S104，将层间联结失效参数输入至预先构建的桥梁—轨道变形模型，计算轨道不平顺的改变值；

步骤S106，根据改变值确定轨道不平顺。

在实际应用时，针对铺设无砟轨道的桥梁结构，经过力学简化，轨道结构层间采用弹簧单元联结，通过对底座、道岔床及轨道逐层受力分析，建立上述桥梁-轨道变形模型。改变间联结失效参数，并将不同的层间联结失效参数输入至预先构建的桥梁—轨道变形模型中，计算出每个间联结失效参数对应的轨道不平顺的改变值，进而可以根据一系列的改变值确定轨道不平顺。

本发明实施例提供的一种轨道不平顺确定方法，能够将获取到的影响轨道不平顺的层间联结失效参数输入至预先构建的桥梁—轨道变形模型，利用该桥梁—轨道变形模型计算轨道不平顺的改变值，根据改变值确定轨道不平顺，有效缓解了由于没有考虑轨道结构层间联结失效对轨道附加不平顺的影响，造成的获取的附加轨道不平顺谱与实际工程结构存在偏差，降低模拟准确性的问题。

具体地，桥梁—轨道变形模型的构建过程可由步骤11至步骤13实现：

步骤11，获取待构建桥梁的桥梁结构图和简支梁位移矩阵，基于桥梁结构图建立简支梁及轨道层间结构的直角坐标系，其中，直角坐标系包括简支梁、底座、道岔床、轨道的直角坐标系；

具体地，图2示出了一种桥梁的层间结构示意图，由图2可知，上述轨道层间结构由下到上依次为简支梁、底座、CA砂浆层、道岔床和轨道，并且，轨道与道岔床之间是通过扣件进行连接的，在本实施例中将CA砂浆层视为具有弹性的，所以CA砂浆层对道岔床的支撑作用视为沿轨道中心线均匀分布的非线性弹簧，因此不构建CA砂浆层坐标。在建立坐标系的过程中规定整体坐标系的竖向坐标轴原点定于各结构变形前的重力平衡位置处，坐标轴均以向右向下为正，同时还应该满足右手螺旋法则，因此，(X_b,Y_b,Z_b)、(X_p,Y_p,Z_p)、(X_s,Y_s,Z_s)、(X_r,Y_r,Z_r)，分别为建立的简支梁、底座、道岔床和轨道的直角坐标系。其中，需要假设满足下列条件才能构建桥梁—轨道变形模型，具体的假设条件为：1)将CA砂浆层视为沿轨道中心线均匀分布的线性弹簧；2)将扣件视为线性弹簧考虑；3)采用受压弹簧来模拟桥梁与底座之间的接触行为，只受压力，不受拉力；4)因桥梁抗弯刚度远大于道岔床和轨道的抗弯刚度，因此忽略轨道变形对桥梁变形的影响；5)进行结构受力分析时，将坐标原点定于重力平衡位置，计算中考虑重力作用。

具体地，利用直角坐标系，建立简支梁位移矩阵的具体过程为：图3示出了一种简支梁竖向变形示意图，如图3所示，假设桥梁第m跨左侧支座处简支梁竖向位移为d_m1，右侧支座处简支梁竖向位移为d_m2，则，桥梁第m跨扣件处对应位置的简支梁竖向位移为：

其中，(m-1)l_b≤X_mb≤ml_b，X_mb表示第m跨扣件处对应位置的简支梁竖向位移，l_b1表示梁端与支座中心线间的距离，l_b表示标准跨径，l_b0表示伸缩缝的长度；则根据每个扣件处对应位置的简支梁竖向位移建立的简支梁位移矩阵为：V_b＝Ld₁+Zd₂；其中，d₂和d₁分别表示为接触弹簧所在桥梁的右侧和左侧支座处桥梁简支梁位移矩阵，Z和L分别表示为右侧和左侧支座位移对桥梁位移的影响矩阵。

步骤12，基于直角坐标系，建立待构建桥梁的层间位移矩阵和层间作用力矩阵；

在具体应用时，基于直角坐标系，建立第一竖向矩阵的步骤为：

(1)计算待构建桥梁的每个扣件处的底座的变形值；

具体地，底座在结构自重、接触弹簧力和砂浆弹簧力的共同作用下达到平衡状态，其受力情况如图4所示的一种底座受力分析示意图，如图4所示，则第t个扣件处的底座的变形值的计算公式为：

其中，t＝[1...n]，j＝[1...n]，n表示扣件的数量，j、t分别表示为第j个扣件和第t个扣件；l_s、l_p、l_r分别表示为道岔床、底座、轨道的总长度；Y_pt表示第t个扣件处的底座的变形值；E_p表示底座的弹性模量；l_pj、l_pt分别表示第j个和第t个扣件距离直角坐标系坐标原点的底座的长度；P_c表示第一矩阵；I_p表示底座的截面惯性矩；P_ca表示第二矩阵；k_c表示第一刚度矩阵；P_{ca_j}表示第j个扣件处砂浆弹簧力；P_{c_j}表示第j个扣件处的接触弹簧力；

分别表示道岔床、底座、轨道的平均质量；g为重力加速度。

(2)根据每个底座的变形值建立的第一竖向矩阵为；V_p＝A₁P_ca+A₂P_c+BG_r+B₁G_s+B₂G_p；其中，V_p表示为第一竖向矩阵，B₁、B、B₂分别表示为道岔床自重、轨道自重、底座自重对底座竖向变形的影响矩阵；A₂、A₁为分别表示为接触弹簧力、砂浆弹簧力对底座竖向变形的影响矩阵；G_s、G_p、G_r分别表示为道岔床重力矩阵、底座重力矩阵、轨道重力矩阵。

基于直角坐标系，建立第二竖向矩阵的步骤为：

(1)计算待构建桥梁的每个扣件处的道岔床的变形值；

具体地，道岔床随底座产生同步变形，并受自重、砂浆弹簧力及扣件力共同作用下达到平衡状态，其受力情况如图5所示的一种道岔床受力分析示意图，如图5所示，则第t个扣件处的道岔床的变形值的计算公式为：

其中，Y_st表示第t个扣件处的道岔床的变形值；l_st、l_sj分别表示第t个和第j个扣件距离直角坐标系坐标原点的道岔床的长度；E_s表示道岔床的弹性模量；I_s表示道岔床的截面惯性矩；K_ca表示第二刚度矩阵；P_f表示第三矩阵；P_{f_}j表示第j个扣件处的扣件力。

(2)根据每个底座的变形值建立的第二竖向矩阵为：V_s＝CP_f+C₁P_ca+C₂P_c+DG_r+D₁G_s+D₂G_p；其中，V_s表示第二竖向矩阵，D₁、D、D₂分别表示为道岔床自重、轨道自重、底座自重对道岔床竖向变形的影响矩阵；C₁、C、C₂分别表示为砂浆弹簧力、扣件力、接触弹簧力对道岔床竖向变形的影响矩阵。

基于直角坐标系，建立第三竖向矩阵的步骤为：

(1)根据每个轨道的变形值建立第三竖向矩阵；

具体地，轨道可简化为自重均布荷载作用下的多点弹性支撑自由梁，在自重和扣件力共同作用下达到平衡，其受力情况如图6所示的一种轨道受力分析示意图，如图6所示，则第t个扣件处的轨道的变形值的计算公式为：

其中，Y_rt表示第t个扣件处的轨道的变形值；l_rj表示为第j个扣件距离直角坐标系坐标原点的轨道的长度；E_r表示轨道的弹性模量；l_rt表示为第t个扣件距离直角坐标系坐标原点的轨道的长度；I_r表示轨道的截面惯性矩；K_f表示第三刚度矩阵。

(2)根据每个轨道的变形值建立的第三竖向矩阵为：V_r＝HP_f+H₁P_ca+H₂P_c+IG_r+I₁G_s+I₂G_p；其中，V_r表示第三竖向矩阵，I₁、I、I₂分别表示为道岔床自重、轨道自重、底座自重对轨道竖向变形的影响矩阵；H₁、H、H₂分别表示为砂浆弹簧力、扣件力、接触弹簧力对轨道竖向变形的影响矩阵。

优选地，当简支梁发生竖向变形时，无砟轨道层间结构存在相互作用，并在自重作用下达到平衡状态。其中，简支梁与底座之间的相互作用表现为接触弹簧力，则第t个接触弹簧力可写为：P_{c_t}＝k_{c_t}(Y_pt-Y_bt)，因此，第一矩阵可表示为：P_c＝K_c(V_p-V_b)；底座与道岔床之间的相互作用表现为砂浆弹簧力，则第t个砂浆弹簧力可写为：P_{ca_t}＝k_{ca_t}(Y_st-Y_pt-h_t)，因此，第二矩阵可表示为：P_ca＝K_ca(V_s-V_p-h)；而道岔床与轨道之间的相互作用表现为扣件力，则第t个扣件力可写为：P_{f_t}＝k_{f_t}(Y_rt-Y_st)；因此，第三矩阵表示为：P_f＝K_fV_r-K_fV_s。

步骤13，结合简支梁位移矩阵、层间位移矩阵和层间作用力矩阵，生成桥梁—轨道变形模型。具体地，步骤13可由步骤21至步骤25实现：

步骤21，根据简支梁位移矩阵、层间位移矩阵和层间作用力矩阵，生成待构建桥梁的桥梁附加变形映射至轨面的竖向变形映射通用模型矩阵；

优选地，联立简支梁位移矩阵，以及第一竖向矩阵、第二竖向矩阵、第三竖向矩阵、第一矩阵、第二矩阵和第三矩阵生成竖向变形映射通用模型矩阵；

则该竖向变形映射通用模型矩阵可表示为：

其中，E为单位矩阵。

步骤22，利用竖向变形映射通用模型矩阵求解层间位移矩阵；

具体地，经过上述联立后的竖向变形映射通用模型矩阵可求解出上述第一竖向矩阵、第二竖向矩阵和第三竖向矩阵中的具体数值。

步骤23，根据求解出的层间位移矩阵计算刚度矩阵，其中，刚度矩阵包括第一刚度矩阵、第二刚度矩阵和第三刚度矩阵；

在实际应用时，根据层间结构联结失效情况求解上述刚度矩阵，具体地，当桥墩发生沉降的层间结构联结失效情况下，计算待测桥梁的每个扣件处的底座的变形值与对应位置处桥梁简支梁竖向位移之间的差值；根据每个差值得到对应扣件处的接触弹簧力刚度；基于每个接触弹簧力刚度建立第一刚度矩阵；其中，根据每个差值得到对应扣件处的接触弹簧力刚度的步骤包括：判断差值是否不小于0；如果否，则接触弹簧力刚度为0；如果是，则接触弹簧力刚度不为0；其中，第t个扣件处的接触弹簧力刚度的表达式为：

其中，k_c表示接触弹簧力刚度，Y_pt表示第t个扣件处的底座的变形值；Y_bt表示第t个扣件处的桥梁简支梁竖向位移。

通常，在层间离缝的层间结构联结失效情况下，计算待测桥梁的每个扣件处的底座的变形值与对应位置处道岔床变形值之间的差值；判断每个差值是否不大于初始距离；如果是，则砂浆弹簧力刚度不为0；如果否，则砂浆弹簧力刚度为0；在板底脱空的层间结构联结失效情况下，砂浆弹簧力刚度为0；在层间结构联结正常情况下，砂浆弹簧力刚度不为0；基于每个砂浆弹簧力刚度建立接触弹簧刚度矩阵；其中，第t个扣件处的砂浆弹簧力刚度的表达式为：

其中，k_ca表示砂浆弹簧力刚度，Y_pt表示第t个扣件处的底座的变形值；Y_st表示第t个扣件处的道岔床变形值；h表示道岔床与CA砂浆层的初始距离矩阵。

进一步，计算待构建桥梁的每个扣件处的道岔床的变形值与对应位置处轨道的变形值之间的差值；判断差值是否为小于0；即判断待测桥梁的每个扣件处的弹条断裂是否断裂，如果是，扣件力刚度为0；如果否，扣件力刚度不为0；基于每个扣件力刚度建立接触弹簧刚度矩阵；其中，第t个扣件处的扣件力刚度的表达式为：其中，k_f表示接触弹簧刚度。

步骤24，根据求解出的层间位移矩阵和刚度矩阵，得出层间作用力矩阵；

具体地，计算第一竖向矩阵与简支梁位移矩阵的差值，获取底座-简支梁差值矩阵，并将底座-简支梁差值矩阵与第一刚度矩阵相乘，以得到第一矩阵；

计算第一竖向矩阵与第二竖向矩阵的差值，获取底座-道岔床差值矩阵，并将底座-道岔床差值矩阵与第二刚度矩阵相乘，以得到第二矩阵；

计算第三竖向矩阵与第二竖向矩阵的差值，获取轨道-道岔床差值矩阵，并将轨道-道岔床差值矩阵与第三刚度矩阵相乘，以得到第三矩阵。

步骤25，基于得出的层间作用力矩阵和求解出的层间位移矩阵构建桥梁—轨道变形模型。

具体地，将上述得出的层间作用力矩阵和求解出的层间位移矩阵代入上述得出的层间作用力矩阵和求解出的层间位移矩阵中，从而所有位置处的轨道竖向变形值可采用下式求解：

进一步，基于上述构建好的桥梁—轨道变形模型，可通过改变层间联结失效参数，获取一系列层间联结失效参数，根据轨道不平顺绘制轨道不平顺变形曲线，通过该曲线用户可以直观确定层间联结失效参数对轨道不平顺映射的影响。

具体地，通过改变该桥梁—轨道变形模型的层间联结失效参数，获取桥墩发生沉降位置处轨道的变形状态，从而定量化判断不同层间界面状态对轨道不平顺映射的影响。例如，图7示出了一种层间离缝情况下轨道不平顺的示意图，为了便于说明图中仅示出了5个桥墩，该轨面的总共里程为130m。当第3个桥墩沉降10mm时，将层间离缝的参数值(离缝初始厚度为0.5mm，纵向长度分别为0.5m、1m、3m、5m、6m)带入层间联结失效情况下桥墩沉降变形映射至轨面的桥梁—轨道变形模型中，可以计算出桥墩沉降10mm下层间离缝情况下轨面变形。在图7的基础上，图8示出了一种轨道变形细节示意图，如图8所示，示出了第2个桥墩处离缝分别为0.5m、1m、3m、5m、6m时轨道变形情况。

实施例二：

在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种轨道不平顺确定装置，如图9所示的一种轨道不平顺确定装置的结构示意图，该装置包括：

获取模块902，用于获取影响轨道不平顺的层间联结失效参数；

计算模块904，用于将层间联结失效参数输入至预先构建的桥梁—轨道变形模型，计算轨道不平顺的改变值；

确定模块906，用于根据改变值确定所述轨道不平顺。

具体地，桥梁—轨道变形模型的构建过程为：获取待构建桥梁的桥梁结构图和简支梁位移矩阵，基于桥梁结构图建立简支梁及轨道层间结构的直角坐标系，其中，直角坐标系包括简支梁、底座、道岔床、轨道的直角坐标系；基于直角坐标系，建立待构建桥梁的层间位移矩阵和层间作用力矩阵，其中，层间位移矩阵包括：第一竖向矩阵、第二竖向矩阵和第三竖向矩阵，层间作用力矩阵包括：第一矩阵、第二矩阵和第三矩阵；结合简支梁位移矩阵、层间位移矩阵和层间作用力矩阵，生成桥梁—轨道变形模型。

本发明实施例提供的轨道不平顺确定装置，与上述实施例提供的轨道不平顺确定方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种轨道不平顺确定方法，其特征在于，所述方法包括：

获取影响轨道不平顺的层间联结失效参数；

将所述层间联结失效参数输入至预先构建的桥梁—轨道变形模型，计算所述轨道不平顺的改变值；

根据所述改变值确定所述轨道不平顺。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述桥梁—轨道变形模型的构建过程为：

获取待构建桥梁的桥梁结构图和简支梁位移矩阵，基于所述桥梁结构图建立简支梁及轨道层间结构的直角坐标系，其中，所述直角坐标系包括简支梁、底座、道岔床、轨道的直角坐标系；

基于所述直角坐标系，建立所述待构建桥梁的层间位移矩阵和层间作用力矩阵，其中，所述层间位移矩阵包括：表征底座层间位移矩阵的第一竖向矩阵、表征道岔床层间位移矩阵的第二竖向矩阵和表征轨道层间位移矩阵的第三竖向矩阵，所述层间作用力矩阵包括：表征接触弹簧力的第一矩阵、表征砂浆弹簧力的第二矩阵和表征扣件力的第三矩阵；

结合所述简支梁位移矩阵、所述层间位移矩阵和所述层间作用力矩阵，生成所述桥梁—轨道变形模型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，结合所述简支梁位移矩阵、所述层间位移矩阵和所述层间作用力矩阵，生成所述桥梁—轨道变形模型的步骤包括：

根据所述简支梁位移矩阵、所述层间位移矩阵和所述层间作用力矩阵，生成待构建桥梁的桥梁附加变形映射至轨面的竖向变形映射通用模型矩阵；

利用所述竖向变形映射通用模型矩阵求解所述层间位移矩阵；

根据求解出的所述层间位移矩阵计算刚度矩阵，其中，所述刚度矩阵包括表征接触弹簧力刚度的第一刚度矩阵、表征砂浆弹簧力刚度的第二刚度矩阵和表征扣件力刚度的第三刚度矩阵；

根据求解出的所述层间位移矩阵和所述刚度矩阵，得出所述层间作用力矩阵；

基于得出的所述层间作用力矩阵和求解出的所述层间位移矩阵构建所述桥梁—轨道变形模型。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一竖向矩阵表示为：V_p＝A₁P_ca+A₂P_c+BG_r+B₁G_s+B₂G_p；所述第二竖向矩阵表示为：V_s＝CP_f+C₁P_ca+C₂P_c+DG_r+D₁G_s+D₂G_p；所述第三竖向矩阵表示为：V_r＝HP_f+H₁P_ca+H₂P_c+IG_r+I₁G_s+I₂G_p；所述第一矩阵表示为：P_c＝K_c(V_p-V_b)；所述第二矩阵表示为：P_ca＝K_ca(V_s-V_p-h)；所述第三矩阵表示为：P_f＝K_fV_r-K_fV_s；

根据所述简支梁位移矩阵、所述层间位移矩阵和所述层间作用力矩阵，生成待构建桥梁的桥梁附加变形映射至轨面的竖向变形映射通用模型矩阵的步骤包括：

联立所述简支梁位移矩阵，以及所述第一竖向矩阵、所述第二竖向矩阵、所述第三竖向矩阵、所述第一矩阵、所述第二矩阵和所述第三矩阵生成所述竖向变形映射通用模型矩阵；

其中，所述简支梁位移矩阵表示为：V_b＝Ld₁+Zd₂；

所述竖向变形映射通用模型矩阵表示为：

其中，E为单位矩阵；V_p、V_s、V_r、V_b分别表示为所述第一竖向矩阵、所述第二竖向矩阵、所述第三竖向矩阵、所述简支梁位移矩阵；A₁、A₂为分别表示为砂浆弹簧力、接触弹簧力对底座竖向变形的影响矩阵；B、B₁、B₂分别表示为轨道自重、道岔床自重、底座自重对底座竖向变形的影响矩阵；G_p、G_s、G_r分别表示为底座重力矩阵、道岔床重力矩阵、轨道重力矩阵；C、C₁、C₂分别表示为扣件力、砂浆弹簧力、接触弹簧力对道岔床竖向变形的影响矩阵；P_f、P_c、P_ca分别为第三矩阵、第一矩阵、第二矩阵；K_f、K_c、K_ca分别表示为所述第三刚度矩阵、所述第一刚度矩阵、所述第二刚度矩阵；D、D₁、D₂分别表示为轨道自重、道岔床自重、底座自重对道岔床竖向变形的影响矩阵；H、H₁、H₂分别表示为扣件力、砂浆弹簧力、接触弹簧力对轨道竖向变形的影响矩阵；I、I₁、I₂分别表示为轨道自重、道岔床自重、底座自重对轨道竖向变形的影响矩阵；L和Z分别表示为左侧和右侧支座位移对桥梁位移的影响矩阵，d₁和d₂分别表示为接触弹簧所在桥梁的左侧和右侧支座处桥梁简支梁位移矩阵；h表示道岔床与CA砂浆层的初始距离矩阵。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

计算所述待构建桥梁的每个扣件处的底座的变形值；

根据每个所述底座的变形值建立所述第一竖向矩阵；

其中，第t个扣件处的底座的变形值的计算公式为：

其中，t＝[1...n]，j＝[1...n]，n表示扣件的数量，j、t分别表示为第j个扣件和第t个扣件；l_s、l_p、l_r分别表示为道岔床、底座、轨道的总长度；Y_pt表示第t个扣件处的底座的变形值；E_p表示底座的弹性模量；l_pj、l_pt分别表示第j个和第t个扣件距离直角坐标系坐标原点的底座的长度；P_c表示第一矩阵；I_p表示底座的截面惯性矩；P_ca表示第二矩阵；k_c表示第一刚度矩阵；P_{ca_j}表示第j个扣件处砂浆弹簧力；P_{c_j}表示第j个扣件处的接触弹簧力；

分别表示道岔床、底座、轨道的平均质量；g为重力加速度；

所述方法还包括：

计算所述待构建桥梁的每个扣件处的道岔床的变形值；

根据每个所述底座的变形值建立所述第二竖向矩阵；

其中，第t个扣件处的道岔床的变形值的计算公式为：

其中，Y_st表示第t个扣件处的道岔床的变形值；l_st、l_sj分别表示第t个和第j个扣件距离直角坐标系坐标原点的道岔床的长度；E_s表示道岔床的弹性模量；I_s表示道岔床的截面惯性矩；K_ca表示第二刚度矩阵；P_f表示第三矩阵；P_{f_j}表示第j个扣件处的扣件力；

所述方法还包括：

计算所述待构建桥梁的每个扣件处的轨道的变形值；

根据每个所述轨道的变形值建立所述第三竖向矩阵；

其中，第t个扣件处的轨道的变形值的计算公式为：

其中，Y_rt表示第t个扣件处的轨道的变形值；l_rj表示为第j个扣件距离直角坐标系坐标原点的轨道的长度；E_r表示轨道的弹性模量；l_rt表示为第t个扣件距离直角坐标系坐标原点的轨道的长度；I_r表示轨道的截面惯性矩；K_f表示第三刚度矩阵。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据求解出的所述层间位移矩阵计算刚度矩阵的步骤包括：

计算所述待构建桥梁的每个扣件处的底座的变形值与对应位置处桥梁简支梁竖向位移之间的差值；

根据每个所述差值得到对应扣件处的接触弹簧力刚度；

基于每个所述接触弹簧力刚度建立所述第一刚度矩阵；

计算所述待构建桥梁的每个扣件处的底座的变形值与对应位置处道岔床的变形值的差值；

根据每个所述差值得到对应扣件处的砂浆弹簧力刚度；

基于每个所述砂浆弹簧力刚度建立所述第二刚度矩阵；

计算所述待构建桥梁的每个扣件处的道岔床的变形值与对应位置处轨道的变形值之间的差值；

根据每个所述差值得到对应扣件处的扣件力刚度；

基于每个所述扣件力刚度建立所述第三刚度矩阵。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据求解出的所述层间位移矩阵和所述刚度矩阵，得出所述层间作用力矩阵的步骤包括；

计算所述第一竖向矩阵与所述简支梁位移矩阵的差值，获取底座简支梁底座-简支梁差值矩阵，并将所述底座简支梁底座-简支梁差值矩阵与所述第一刚度矩阵相乘，以得到所述第一矩阵；

计算所述第一竖向矩阵与所述第二竖向矩阵的差值，获取底座-道岔床差值矩阵，并将所述底座-道岔床差值矩阵与所述第二刚度矩阵相乘，以得到所述第二矩阵；

计算所述第三竖向矩阵与所述第二竖向矩阵的差值，获取轨道-道岔床差值矩阵，并将所述轨道-道岔床差值矩阵与所述第三刚度矩阵相乘，以得到所述第三矩阵。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述改变值确定所述轨道不平顺之后，所述方法还包括：根据所述轨道不平顺绘制轨道不平顺变形曲线。

9.一种轨道不平顺确定装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取影响轨道不平顺的层间联结失效参数；

计算模块，用于将所述层间联结失效参数输入至预先构建的桥梁—轨道变形模型，计算所述轨道不平顺的改变值；

确定模块，用于根据所述改变值确定所述轨道不平顺。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述桥梁—轨道变形模型的构建过程为：

获取待构建桥梁的桥梁结构图和简支梁位移矩阵，基于所述桥梁结构图建立简支梁及轨道层间结构的直角坐标系，其中，所述直角坐标系包括简支梁、底座、道岔床、轨道的直角坐标系；

基于所述直角坐标系，建立所述待构建桥梁的层间位移矩阵和层间作用力矩阵，其中，所述层间位移矩阵包括：第一竖向矩阵、第二竖向矩阵和第三竖向矩阵，所述层间作用力矩阵包括：第一矩阵、第二矩阵和第三矩阵；

结合所述简支梁位移矩阵、所述层间位移矩阵和所述层间作用力矩阵，生成所述桥梁—轨道变形模型。

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