跨座式单轨1250mm宽钢-混组合轨道梁力学性能分析与截面优化

作     者：刘媛媛 

作者单位：河北工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：申彦利

授予年度：2022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：跨座式单轨 钢-混组合轨道梁 力学性能分析 截面优化 

摘      要：传统跨座式单轨轨道梁大多采用850mm宽箱型截面形式,相关企业针对我国三四线城市的轨道交通建设要求,在传统跨座式单轨车辆宽度基础上,提出了1250mm宽跨座式单轨列车截面形式,传统轨道梁截面已不再适用。本文以某高校拟建的“新一代跨座式单轨系统研究平台为研究背景,对1250mm宽轨道梁选型展开研究,研究内容如下:（1）对轨道梁初步截面形式进行选型并依据现有组合梁试验对数值模拟技术进行可靠性验证。基于现有研究进行截面选型分析,提出25m跨度1250mm宽钢-混组合轨道梁初步截面形式;基于题为“外包U型钢-混凝土组合梁抗弯性能研究的论文,该文在第二章设计了6个外包U型钢-混凝土组合梁试件,参照基础试件S1的试验参数,在不考虑残余应力情况下,进行数值建模,将本文模拟结果与该文参照基础试件S1试验参数模拟结果对比,研究结果表明,屈服荷载,极限荷载误差均在5%以内,验证了本文建模技术具有可靠性。（2）对25m跨度钢-混组合轨道梁进行理论计算,并基于有限元软件进行数值分析,与理论验算进行对比,在可靠的模拟技术基础上,对轨道梁进行受力性能分析。将理论计算结果与数值模拟结果对比,研究结果表明,结果误差在5%以内,再次验证了模拟技术可靠、计算结果正确;以此为基础展开数值分析,在最不利荷载工况下,对25m跨度轨道梁进行受力性能分析,研究结果表明,轨道梁强度、刚度、稳定性均满足规范要求,初步确定25m跨度轨道梁截面方案,紧接着探索35m跨度钢-混组合轨道梁截面方案,引入预弯,进行相同分析,研究结果表明,轨道梁受力性能均满足规范要求,确定35m跨度轨道梁初步截面方案。（3）对两种跨度轨道梁进行关键参数分析并进行截面优化,确定最终截面参数方案;分别对25m、35m跨度在三点加载情况下进行受弯分析,在实际加载情况下,基于各实际工况,进行受力分析,研究配筋率、高跨比、钢箱梁板厚、材料强度对其影响,结合分析结果,给出截面优化方案,研究结果表明,两种跨度优化后截面形式均满足规范要求,且经济性更好,最终确定截面形式,为“新一代跨座式单轨系统研究平台建设提供参考。