浅论无缝桥上有砟轨道无缝线路设计与检算网

论文导读：ngsoftenresistancefasteners,whileinthecontinuousbeamandtheadjacentbeamcrosssetallresistancefastenersscheme.Keywords:seamlessline;ballastedtrack;bridge;additionalstresscalculationandcheckingcalculation;：无缝线路消灭了钢轨接头，具有行车平稳、减振降噪、减小
摘要：由于桥梁在无缝线路中的比例逐渐增大，桥上有砟轨道的受力情况较为复杂，其附加力会随温度跨长的增大而增大。通过利用大型有限元软件ANSYS建立了某特大桥无缝线路空间耦合模型，分别对全桥采用常阻力扣件、全桥采用小阻力扣件及部分采用小阻力扣件三种方案进行了伸缩力、挠曲力、强度、稳定性的计算和检算，并对三种方案进行比选，得出一种适用此特大桥无缝线路的最优方案。结果表明：这三种方案均满足容许限值的要求；优先考虑在连续梁及周围梁跨设置常阻力扣件，而在连续梁及相邻简支梁跨设置小阻力扣件的方案。
关键词：无缝线路；有砟轨道；特大桥；附加力；计算与检算
Abstract: Since the bridge in CWR in proportion increases gradually, the bridge has force track is complex, the additional stress with temperature span increases. Model of spatial coupling of CWR bridge was established by using the finite element software ANSYS, respectively, on the bridge with constant resistance fasteners, full bridge with all resistance fasteners and part of the all resistance fasteners three scheme in the expansion force, calculation and check deflection force, strength, stability, and the three kinds of plans were compared, obtained a suitable this bridge CWR optimal scheme. The results show that: the three schemes can satiy the allowable limit; priority in the continuous beam and the surrounding beam span settings often resistance fasteners, while in the continuous beam and the adjacent beam cross set all resistance fasteners scheme.
Key words: seamless line; ballasted track; bridge; additional stress calculation and checking calculation;
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无缝线路消灭了钢轨接头，具有行车平稳、减振降噪、减小养护维修的优势，是铁路现代化的主要标志。我国大规模修建高速铁路的过程中，桥梁所占整个基础的比例不断增加，桥上会产生一定的伸缩附加力和较大的梁轨相对位移，这会影响线路的强度和稳定性。因此，对桥上有砟轨道无缝线路的研究对我国高速铁路的发展具有重要意义。
国外对桥上无缝线路的研究较少，但是今年来也开始逐渐重视。而国内在这方面的研究已经十分深入，但对大跨度的特大桥的设计仍然存在优化空间。本文吸收和借鉴工程实例，基于有限元分析软件ANSYS建立了某特大桥有砟轨道无缝线路的空间耦合模型，分别选取了全桥采用常阻力扣件、全桥采用小阻力扣件及部分采用小阻力扣件三种方案对此特大桥上有砟轨道无缝线路的设计进行了研究。

1. 桥梁与线路概况

1.1 线路

特大桥所在铁路是规划沿海铁路的重要组成部分。铁路等级为I级，正线数目为双线，限制坡度为6‰，到发线有效长度为1050m。客运设计车速为200km/h，牵引类型为电力牵引，牵引质量为5000t。最小曲线半径一般为3500m，困难情况下可以为2800m。
1.2桥梁
此大桥位于江苏省连云港市灌云县。此特大桥梁跨布置为：多跨32m混凝土简支梁+（72+120+72）m论文导读：cm、115N/cm，扣件阻力或道床纵向阻力取值列于表2。
混凝土连续梁+多跨32m混凝土简支梁。桥梁两端简支梁固定墩取较大刚度，其余桥墩从最小里程.至大里程依次编号为1～14，其纵向刚度列于表1。
表1 桥墩纵向刚度（单位：kN/cm）

1.3轨道
铁路正线轨道采用重型轨道结构，一次铺设跨区间无缝线路，采用普通有砟道床。正线轨道钢轨采用60kg/m无螺栓孔100m长定尺U75V新轨。
正线采用2.6m长Ⅲa型有挡肩钢筋混凝土轨枕，每公里铺设1667根。扣件采用与Ⅲa型有挡肩钢筋混凝土轨枕配套的弹条II型扣件。
正线道床采用一级碎石道砟，正线土质路基采用单层道床，厚度为30cm，单线道床顶面宽度3.5m，砟肩堆高0.15m，道床边坡1：

1.75，桥上道床厚度不小于35cm。

此特大桥位于灌云地区，最高轨温57.7℃，最低轨温-15.3℃。考虑运营后桥上无缝线路受力与变形需保持良好的状态，拟选取与相邻线路相同的无缝线路锁定轨温27.0℃。
2 桥上无缝线路的计算方法
桥上无缝线路的受力情况和路基上不同，除受到列车动载、温度力、制动力等的作用外，还受到由于桥梁的伸缩或挠曲变形位移而产生额外的纵向附加力作用。

2.1模型建立

基于ANSYS建立的桥上无缝线路空间耦合计算模型见下图1和图2所示。模型中，桥梁的纵向位移及制（启）动力是主动作用，通过梁轨间的纵向约束带动长轨条发生纵向位移，在长轨条中产生纵向附加力；同时梁轨间的纵向约束力又以相反的方向作用在桥梁上，使桥梁上翼缘的纵向位移发生改变，并传递至固定支座上，带动墩台产生纵向位移。桥梁梁体采用实体单元建模，截面采用实际设计截面。扣件系统采用非线性弹簧单元模拟。
现有桥上无缝线路计算理论大多采用平面模型，而无缝线路桥梁、墩台及荷载均具有很强的空间性，平面模型不能很好地反映现实工况，具有一定的局限性。因此，本项目拟建立的空间耦合计算模型能够模拟结构的的空间特性，更精确地分析桥梁、钢轨受力状况。

图1特大桥上无缝线路模型图图2梁端局部图

2.2计算参数

依据《铁路轨道设计规范》（TB10082-2005），计算中钢轨的相关参数取为：钢轨弹性模量E=210000 N/mm2，钢轨钢的线膨胀系数α=0.0000118 /℃，钢轨横断面面积F=7745mm2，钢轨垂直磨耗按0mm取值时对水平轴线的惯性矩I=32170000 mm4 ，钢轨上部断面系数Wj=339400 mm3，钢轨下部断面系数Wg=396000 mm3。
有砟轨道扣件竖向静刚度取55～80 kN/mm，计算中取70kN/mm，轨枕间距a=600mm。III型混凝土轨枕，按1667根/公里布置，根据《铁路无缝线路设计规范》（送审稿）和“《新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定》（铁建设函[2003]205号）”，等效道床横向阻力分别取为8

4.5 源于：大专毕业论文范文www.7ctime.com

N/cm、115N/cm，扣件阻力或道床纵向阻力取值列于表2。