于向東++吳志花++閆斌 ?k??

摘要：以新建鐵路成都至蘭州線上某（36+112+36） m雙線拱加勁連續(xù)梁橋?yàn)楸尘?，采用理想彈塑性道床阻力模型，建立軌梁墩一體化的傳統(tǒng)平面模型和空間梁格模型，對(duì)比分析2種計(jì)算模型中拱加勁連續(xù)梁橋上鋼軌縱向附加力的分布規(guī)律.研究表明：梁格模型與平面模型計(jì)算所得的線路縱向力變化規(guī)律基本一致，但平面模型的計(jì)算結(jié)果偏于保守；平面模型無(wú)法準(zhǔn)確反映不對(duì)稱加載時(shí)多線軌道的空間受力特性；對(duì)于大跨度多線鐵路橋而言，宜采用空間梁格模型對(duì)其上無(wú)縫線路進(jìn)行檢算.

關(guān)鍵詞：橋梁結(jié)構(gòu)；鐵路橋梁；有限元分析；無(wú)縫線路；梁格法

中圖分類號(hào)：U213.912 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

拱加勁連續(xù)梁橋具有跨越能力大、結(jié)構(gòu)剛度強(qiáng)、造型美觀等優(yōu)點(diǎn)，且有效降低了上部結(jié)構(gòu)對(duì)墩和基礎(chǔ)剛度的要求，在我國(guó)高速鐵路建設(shè)中的應(yīng)用日益廣泛.拱加勁連續(xù)梁橋空間性比較強(qiáng)，橋上常鋪設(shè)多線軌道，其橋梁和軌道結(jié)構(gòu)的受力情況較為復(fù)雜.

目前對(duì)拱加勁連續(xù)梁橋上無(wú)縫線路縱向力的相關(guān)研究相對(duì)較少，且研究所用模型多為平面模型.平面模型無(wú)法考慮梁體的橫向變形和活載的空間分布特性，僅適用于寬跨比不大的單線窄箱梁橋，采用平面模型研究多線拱加勁連續(xù)梁橋上無(wú)縫線路受力規(guī)律，其適用性仍有待商榷.

與平面模型相比，梁格模型更能體現(xiàn)多線拱加勁連續(xù)梁橋的結(jié)構(gòu)及荷載布置的空間性，相對(duì)于實(shí)體模型也更加簡(jiǎn)便快捷.

本文基于梁格法，采用通用有限元分析軟件建立某（36+112+36） m拱加勁連續(xù)梁橋的空間梁格模型，與傳統(tǒng)的平面桿系模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比.探討拱加勁連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)及荷載的空間特性對(duì)橋上軌道結(jié)構(gòu)縱向力分布規(guī)律的影響.

4結(jié)論

1） 本文所建立的拱加勁連續(xù)梁橋與雙線軌道相互作用的梁格模型比平面模型更精細(xì)，比實(shí)體模型更簡(jiǎn)潔，能夠準(zhǔn)確反映橋上無(wú)縫線路受力的空間特性，具有較強(qiáng)的適用性.

2） 梁格模型和平面模型中鋼軌伸縮應(yīng)力和斷軌應(yīng)力的變化規(guī)律基本一致，但平面模型計(jì)算結(jié)果偏大.平面模型計(jì)算所得的最大伸縮壓應(yīng)力比梁格模型偏大約10.5%；平面模型中鋼軌在一側(cè)梁端斷開(kāi)引起的另一側(cè)梁端處鋼軌應(yīng)力比梁格模型計(jì)算結(jié)果偏大約41.4%.

3） 平面模型和梁格模型中鋼軌撓曲應(yīng)力分布規(guī)律基本一致，但平面模型最大值比梁格模型偏大約50.1%.

4） 雙線對(duì)向制動(dòng)工況下，平面模型制動(dòng)應(yīng)力基本為零，梁格模型制動(dòng)應(yīng)力有多處峰值，平面模型無(wú)法準(zhǔn)確模擬雙線對(duì)向制動(dòng)工況.

5） 單線行駛時(shí)，梁格模型有載線鋼軌制動(dòng)應(yīng)力變化趨勢(shì)比無(wú)載線復(fù)雜，制動(dòng)壓應(yīng)力均在梁端達(dá)到峰值，但有載線是無(wú)載線的1.4倍.平面模型與梁格模型有載線鋼軌制動(dòng)應(yīng)力變化規(guī)律一致，但數(shù)值上遠(yuǎn)大于梁格模型計(jì)算結(jié)果.傳統(tǒng)的平面模型無(wú)法準(zhǔn)確反映橋上多線軌道的受力情況.

6） 對(duì)于活載作用下大跨度多線鐵路橋上無(wú)縫線路縱向力分析，建議采用本文所述的考慮軌道結(jié)構(gòu)的橋梁空間梁格模型.

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