大跨桥上纵连板式轨道纵向力计算研究

作     者：徐锡江 

作者单位：西南交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘学毅

授予年度：2007年

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：大跨桥 纵连板式轨道 纵向力 计算研究 

摘      要：桥上纵连板式轨道借助底座板的纵连解决梁端转角对轨道结构的不利影响，通过设置滑动层来削减梁轨相互作用，在大跨桥上可以取消钢轨伸缩调节器，这种设计思想对大跨桥上铺设无砟轨道具有积极的借鉴意义。 基于梁轨相互作用原理和有限元方法，本文采用梁单元和弹簧单元模拟各结构层，建立了大跨桥上纵连板式轨道纵向力计算模型，并以某跨径为94m+168m+84m的连续刚构桥为例，计算了制挠力、温度力和断板力工况下桥上纵向附加力，同时分析了滑动层摩擦系数、轨道板和底座板伸缩刚度变化以及固结机构设置对桥上附加纵向力的影响。计算结果表明： (1)大跨桥上纵连板式轨道以温度力为主要控制荷载，但不能忽视制挠力的作用。底座板在与端刺刚性连接的部位极易发生断板，建议端刺与底座板不采用刚性连接的形式，而采用弹性连接的形式，以降低底座板和端刺的受力。固结机构抗剪设计应以断板力为主要控制荷载。 (2)滑动层摩擦系数、轨道板和底座板的伸缩刚度变化对梁轨相互作用影响显著，尽量减小滑动层摩擦系数、轨道板(底座板)在合理范围内的开裂对大跨桥上纵连板式轨道的受力是有利的，在设计的初期阶段，就应当考虑到滑动层失效、轨道板(底座板)开裂的情况。 (3)取消固结机构，对底座板的受力是有利的，但温度力作用下端刺纵向力极值会大幅增加，大跨桥上设置固结机构是有必要的。当考虑两股轨道同时断板的最不利情况时，取消固结机构后，受断板力影响最显著墩台的墩顶纵向水平力降幅达78％，建议固结机构抗剪设计时应保证大跨桥上纵连板式轨道发生最不利断板的同时，固结机构也一起被剪断，以确保桥梁结构的安全。 通过本文的分析对客运专线大跨桥上纵连板式轨道设计提供了一定的理论指导。