橋上無縫道岔縱向力計(jì)算理論與試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著客運(yùn)專線、快速鐵路和城市軌道交通的建設(shè)與發(fā)展，由于環(huán)保要求或地形的限制，有越來越多的無縫道岔設(shè)置在大橋、特大橋或高架結(jié)構(gòu)上。在橋上鋪設(shè)無縫道岔，是無縫線路發(fā)展中遇到的一個(gè)重大技術(shù)課題。本文對橋上無縫道岔縱向力的計(jì)算理論開展研究，建立了橋上無縫道岔縱向力計(jì)算模型并編制了相應(yīng)的計(jì)算程序，系統(tǒng)分析了橋上無縫道岔受力和變形規(guī)律，提出了橋上無縫道岔的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)方法。本文的主要工作如下： （1）道岔—橋梁縱向相互作用關(guān)系。道岔．橋梁

2、縱向相互作用本構(gòu)關(guān)系是解決縱向力傳遞問題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，本文在系統(tǒng)分析國內(nèi)外無縫道岔結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對影響橋上無縫道岔縱向傳力的各種阻力參數(shù)的力學(xué)特性做了深入分析，提出了各種阻力參數(shù)的本構(gòu)關(guān)系表達(dá)式。根據(jù)橋上無縫道岔縱向相互作用特點(diǎn)，首次提出了道岔—橋梁相互作用原理。 （2）根據(jù)道岔—橋梁相互作用原理，本著模型總體上能反映橋上無縫道岔縱向力的傳遞特點(diǎn)，同時(shí)考慮計(jì)算方便性和可靠性的原則，結(jié)合目前計(jì)算力學(xué)的發(fā)展，提出了計(jì)算有砟、無砟軌道

3、橋上無縫道岔縱向力的“岔—橋—墩”一體化模型。利用非線性有限元法對模型求解，并編制了功能強(qiáng)大的分析程序，該程序可以分析各種道岔和橋梁的布置型式 （3）運(yùn)用編制的計(jì)算程序，對橋上無縫道岔的伸縮力、撓曲力、制動力、斷軌力和組合荷載作用下的縱向力進(jìn)行了分析，研究了組合荷載對橋上無縫道岔的影響。在對比國內(nèi)外橋上無縫線路設(shè)計(jì)方法和理論研究的基礎(chǔ)上，初步提出了我國橋上無縫道岔設(shè)計(jì)檢算方法。 （4）對影響道岔—橋梁縱向力傳遞的主要因素

4、進(jìn)行系統(tǒng)分析，是本文的核心部分。分析了簡支梁、連續(xù)梁橋上無縫道岔（包括單組道岔、渡線和道岔群）的受力和變形規(guī)律，通過縱向位移阻力參數(shù)、道岔連接方式、橋梁下部結(jié)構(gòu)剛度、橋梁跨度、橋梁結(jié)構(gòu)形式、岔—橋相對位置等因素的分析，達(dá)到了清楚地認(rèn)識橋上無縫道岔縱向力傳遞規(guī)律的目的，進(jìn)而得出對計(jì)算參數(shù)取值和改善岔—橋受力狀態(tài)具有指導(dǎo)意義的結(jié)論。 （5）綜合分析了有砟、無砟橋上無縫道岔的受力和變形規(guī)律，從縱向相互作用的角度提出橋上無縫道岔縱向設(shè)計(jì)

5、原則，提出了典型車站的道岔、橋梁布置方式，為橋上無縫道岔設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。 （6）在浙贛線湄池1號特大橋上進(jìn)行橋上無縫道岔縱向力試驗(yàn)研究，對道床阻力、道岔基本軌伸縮力、道岔尖軌/心軌縱向位移，梁—軌相對位移等進(jìn)行了系統(tǒng)測試。通過試驗(yàn)研究，驗(yàn)證了橋上無縫道岔縱向力計(jì)算理論。 本文建立的橋上無縫道岔計(jì)算理論體系是比較完善的，計(jì)算模型、方法和程序正確的，仿真程序分析的結(jié)果是可信的，浙贛線簡支梁橋上無縫道岔的成功鋪設(shè)、現(xiàn)場試驗(yàn)及安