桥上无缝道岔纵向力计算理论与试验研究

根据桥上无缝道岔受力和变形特点,建立道岔-桥梁-墩台一体化计算模型,并利用有限元法对模型求解。以浙赣线湄池1号大桥为例,分析桥上无缝道岔的受力与变形的特性,测试桥上无缝道岔的温度力和位移。试验结果表明,理论计算结果和实测数据相吻合。理论分析和实验研究表明:所建立的道岔-桥梁-墩台一体化模型用于计算桥上无缝道岔纵向力和位移是合理可行的;桥上无缝道岔与桥上无缝线路的受力和变形差别很大,在计算桥上无缝道岔时应考虑实际的钢轨温度变化幅度、道岔布置方式和岔、桥相对位置。在道岔布置密集的区域,如车站咽喉区,道岔间的相互影响较大,为准确计算道岔及桥梁的受力和位移,应建立包括所有道岔和桥梁的整体模型。     

连续梁桥上无缝道岔温度力与变形影响因素分析

研究目的:桥上无缝道岔是跨区间无缝线路的一项关键技术。分析各种因素对道岔和桥梁的受力与变形的影响,总结出连续梁桥上无缝道岔受力与变形规律,是关系到客运专线运营安全的重要问题。研究方法:通过建立连续梁桥上无缝道岔的有限元计算模型,利用Ansys软件对连续梁桥上无缝道岔进行力学计算并作参数影响分析。研究结果:道岔布置位置和桥墩支座布置形式对系统受力和变形影响较大;增大岔区内道床纵向阻力和扣件纵向阻力,有利于控制道岔的位移;连续梁固定墩刚度增加能有效控制道岔各主要位移,同时能减小基本轨最大附加力;轨温变化幅度对系统受力和变形的影响非常显著。研究结论:道岔应避免布置在梁的端部并且尽量让道岔导轨与梁体反向伸缩;合理设计锁定轨温能有效地改善系统受力状况。     

高速铁路64m主跨桥上无缝道岔检算与结构优化

研究目的:为研究高速铁路64 m主跨连续梁桥上铺设无砟轨道无缝道岔的可行性,本文以京雄城际铁路黄固特大桥为研究对象,基于道岔-桥梁相互作用原理、非线性有限元理论,建立无缝道岔-无砟轨道-桥梁空间耦合静力学模型,研究在温度作用、列车垂向荷载、列车制(启)动荷载以及断轨时的大跨桥上无缝道岔力学特性,提出一套适用于大跨桥梁无缝道岔的检算方法和轨道结构优化方案。研究结论:(1)主跨64 m连续梁全桥采用常阻力扣件时,温度和列车荷载下钢轨附加力较大,钢轨最大拉、压应力分别为382.01 MPa和371.30 MPa,超过钢轨容许应力;(2)温度作用下的尖轨、心轨相对基本轨的位移大于挠曲和制(启)动两种工况,相对位移值远小于限值要求;(3)当连续梁两侧相邻一跨简支梁及一侧梁端20 m范围内采用小阻力扣件时,钢轨总应力相对比常阻力扣件方案可降低12.03%,强度、稳定性等指标均可满足规范要求;(4)本研究成果可为大跨桥梁无缝道岔的设计与铺设提供借鉴与参考。     

客运专线桥上无缝道岔空间力学特性的研究

为解决哈大客运专线红嘴河特大桥桥上无缝道岔受力和变形问题,根据道岔、桥梁结构和布置形式,建立桥上无缝道岔空间耦合模型,从温度荷载、竖向荷载、钢轨横向变形等方面对其空间力学特性进行分析.结果表明:温度荷载下钢轨的伸缩附加力最大值位于梁体活动支座端,受固定支座端至活动支座端距离影响较大;尖轨、心轨尖端相对于基本轨、翼轨的位移较小,处于外锁闭机构允许的伸缩量范围之内;连续梁半联满布荷载时,钢轨纵向位移、挠曲附加力及桥梁竖向挠度最大;单线直向满布荷载时,桥梁横向挠度、扭转最大;温度荷载对钢轨横向变形的影响较小,减载率、脱轨系数变化不大.但由于客运专线标准高、道岔与桥梁结构复杂等因素,对钢轨横向变形的影响不容忽视,建议设计客运专线桥上无缝道岔时考虑其空间力学特性.     

桥上无缝道岔与桥梁布置有限元分析

桥上无缝道岔设计同时涉及桥梁—钢轨相互作用力及道岔基本轨—尖轨相互作用力两方面问题。对典型桥上咽喉区普通桥上无缝线路及桥上无缝道岔群进行了对比检算,检算结果表明,桥上无缝道岔较一般区间桥上无缝线路钢轨附加力明显增大,桥上无缝道岔设计应同时兼顾道岔与桥梁孔跨布置。无缝道岔布置于连续梁上时,其钢轨伸缩附加力较区间桥上无缝线路增幅要大,尤其在咽喉区多联连续梁且两组道岔对向布置情况最为不利,如道岔对向布置情况不可避免,此时应在两连续梁间插入简支梁,道岔距梁缝应保持一定距离,以尽量减少连续梁温度跨度与道岔限位装置钢轨附加力叠加效应。     

连续梁桥上典型道岔群纵向受力与变形分析

连续梁桥上双线两组道岔对称布置和咽喉区外侧的单渡线是客运专线建设中主要的无缝道岔群布置形式,为了指导和完善连续梁桥上铺设道岔群时道岔和桥梁的设计方法,本文根据桥上无缝道岔纵向相互作用原理,建立了道岔—桥梁—墩台一体化有限元计算模型,以18号无缝道岔铺设在连续梁桥上为例,分析了这两种常见道岔群的纵向受力与变形规律.计算结果表明,两组道岔对称布置时,可按单组道岔进行计算,墩台承受两组单开道岔的传力;单渡线这种岔桥布置对道岔与桥梁的受力都是有利的.     

轨道交通桥上无缝道岔群的受力分析

对典型案例的桥上咽喉区无缝道岔群的温度力、道岔部件相对位移和传力件的剪力进行了计算,并与普通桥上无缝线路的温度力进行了对比分析。计算结果表明:桥上无缝道岔较一般区间桥上无缝线路钢轨附加力明显增大,桥上无缝道岔设计应同时兼顾道岔与桥梁孔跨布置;典型案例中的道岔尖轨、心轨位移及限位装置的结构强度均可满足其限值要求。     

简支梁桥上无缝道岔温度力与位移计算

采用有限元分析的方法,建立了计算简支梁桥上无缝道岔温度力与位移的有限元力学模型.计算了桥上无缝道岔的受力与变形,并分析了桥梁结构对无缝道岔的影响.研究结果对桥上无缝道岔的设计有一定的指导意义.     

无砟轨道连续梁桥与道岔纵向相互作用规律的研究

建立了无砟轨道线桥墩一体化计算模型,用数值模拟法,以一组60 kg/m钢轨客运专线18号可动心轨道岔布置在连续梁上为例,通过两种类型("门"形筋混凝土道床、带限凸台的道床板)无砟轨道桥上无缝道岔与有砟轨道桥上无缝道岔基本轨温度附加力、基本轨伸缩位移的比较,表明:无砟轨道桥上无缝道岔温度附加力分布规律、钢轨位移分布规律与有砟轨道桥上无缝道岔相似,"门"形筋及带限位凸台无砟轨道桥上无缝道岔因道床阻力大,尖轨及心轨相对道岔板的伸缩位移要小;对于带限位凸台的无砟轨道结构计算结果表明:单个凸台的支座刚度＞250 kN/mm时,凸台支座胶垫的压缩量＜1 mm.道岔板不同温度变化幅度的计算结果表明,随着道岔板日温差增大,基本轨温度附加力、伸缩位移、翼轨末端间隔铁受力、直尖轨尖端相对道岔位移、转辙器道岔板受力、辙叉道岔板受力均随之减小,而心轨尖端相对道岔板位移、导曲线道岔板受力、连续梁固定墩受力则随之增大.     

温度场作用下市域铁路桥上无缝道岔单渡线力学特性研究

基于道岔钢轨、扣件、限位器、间隔铁、梁部和桥墩等多个结构的详细尺寸和参数,以及相互之间的作用关系,创建市域铁路桥上无缝道岔单渡线空间耦合精细化模型。计算分析温度场作用下市域铁路桥上无缝道岔单渡线的各项力学特性,与相同计算参数条件下的桥上无缝线路进行对比,并探讨钢轨温差的影响。研究表明,在温度场作用下,由于市域铁路无缝道岔铺设位置距离连续梁端部较远,钢轨和桥墩伸缩附加力最大值及桥梁变形受无缝道岔单渡线影响较小,受桥梁温差造成的桥梁伸缩影响较大,其规律与桥上无缝线路相同;而钢轨温差对于道岔本身受力和变形影响较大,仍然不可忽视。     

客运专线桥上无缝道岔设计方法研究

研究目的:桥上无缝道岔设计已成为客运专线的关键技术之一.目前国内桥上无缝道岔研究刚刚起步,尚未形成系统计算理论和设计方法.开展桥上无缝道岔计算理论和设计方法研究,具有重要理论和现实意义.本文旨在建立一种桥上无缝道岔计算模型和计算方法,提出桥上无缝道岔设计流程和设计方法,探索我国无缝道岔技术发展方向.研究结论:引进技术和自主创新相结合,在消化吸收国外先进设计理念的基础上,初步建立了桥上无缝道岔设计方法和设计体系,为桥上无缝道岔设计提供依据.本文建立的"岔-梁-墩一体化"计算模型能够真实反应道岔和桥梁的相互作用,桥上无缝道岔设计方法具有很强的可操作性,研究成果对于我国客运专线桥上无缝道岔设计和施工有重要指导意义.     

直逆向过岔时列车-道岔-连续刚构桥系统空间振动分析

针对桥上无缝道岔,运用有限单元法,建立钢轨-岔枕-桥梁系统空间振动分析模型。运用弹性系统动力学总势能不变值原理及形成矩阵的“对号入座”法则,建立了列车-道岔-桥梁系统空间振动方程组。以温福客运专线田螺大桥为例,拟定桥上铺设了由2组38号道岔组成的单渡线,计算“中华之星”电动车组,按一动四拖的编组方式,以200 km/h的速度直逆向通过时,列车-道岔-桥梁系统空间振动响应,并与列车通过路基无缝道岔和桥上无缝线路的动力响应进行对比。计算结果表明,桥梁导致钢轨和岔枕的位移增幅较大,列车动力响应有所增加,对道岔振动加速度和轮轨力影响不显著;道岔导致桥梁振动加速度小幅增加,而列车动力响应显著增大。     

客运专线桥上无缝道岔设计方法研究

桥上无缝道岔设计已经成为客运专线建设的关键技术之一。目前国内桥上无缝道岔研究刚刚起步，尚未形成系统计算理论和设计方法。引进技术和自主创新相结合，在消化吸收国外先进设计理念的基础上，初步建立了桥上无缝道岔设计方法和设计体系，为桥上无缝道岔设计提供依据。建立了“岔-梁-墩一体化”计算模型能够真实反应道岔和桥梁的相互作用，桥上无缝道岔设计方法具有很强的可操作性，研究成果对于我国客运专线桥上无缝道岔设计和施工有重要指导意义。     

地震作用对有砟轨道桥上无缝道岔纵向受力与变形影响分析

桥上无缝道岔是在高速铁路、艰险山区铁路上铺设跨区间无缝线路不可避免的技术难题,同时跨越震区时,道岔结构自身处于双层薄弱环节之中。根据地震作用下有砟轨道桥上无缝道岔梁轨相互作用原理,建立地震作用下岔-桥-墩动力非线性有限元模型,分析地震波频谱特性、地震动加速度峰值、岔区阻力、梁体温差等因素下的有砟轨道桥上无缝道岔地震作用响应规律。研究结果表明:无缝道岔约束作用较大提高了桥梁结构的低阶自振频率,而且改变了其振动形态;地震波频谱特性和加速度峰值大小对桥上无缝道岔响应影响显著,地震荷载波频越靠近结构主频,加速度峰值越大,桥上无缝道岔受力和变形越大;在钢轨温变较高,又同时考虑地震荷载效应时,钢轨强度和线路稳定性均得不到保障,建议对跨越震区的桥上无缝道岔设计时检算地震荷载与钢轨、梁体温变共同作用时的钢轨纵向力以及道岔联结件受力、关键位置相对位移等。     

市域轨道交通连续梁桥上的无缝道岔布置

市域轨道交通是介于高速铁路与地铁之间的轨道交通制式,其桥上无缝道岔设计不能完全按照高速铁路和地铁的相关规范。对某市域轨道交通 4 × 30 m 连续梁桥上单渡线道岔的无缝化布置进行了研究。根据道岔位移随道岔始端距梁缝距离的变化规律可知:当单渡线道岔始端距梁缝大于14 m 时,在伸缩力和制动力作用下转辙机处梁轨相对位移小于 5 mm,道岔钢轨强度和道岔位移满足无缝道岔布置要求。     

厦深铁路韩江特大桥道岔区变宽度大跨连续梁总体设计

研究目的:随着我国客运专线铁路的建设发展,受车站布置的影响,跨区间无缝线路道岔上桥已不可避免.本文从桥面布置、结构形式和施工方案3个方面,对设于道岔区的厦深铁路韩江特大桥主跨(48 3×80 48) m变宽度有砟轨道连续梁桥进行设计研究.研究结果:通过大跨变宽度连续梁有限元分析计算,梁部各项指标均满足桥梁规范及轨道专业要求,设计的施工方案也是切实可行的.韩江桥满足了车站布置和通航、防洪需要,在大跨度预应力混凝土连续梁桥上设置高速无缝道岔属于国内首次,也是我国客运专线建设中又一关键技术的突破和创新.     

客运专线桥上无缝道岔的设计

提出了客运专线桥上无缝道岔设计流程及设计方法，根据桥上无缝道岔“岔—梁—墩”一体化计算模型，建立桥上无缝道岔有限元分析方法，研究了道岔与桥梁之间的合理布置形式，对客运专线桥上无缝道岔设计具有指导意义。     

桥墩纵向水平刚度对桥上无缝道岔的影响

为了进一步研究桥上无缝道岔,通过计算,分析桥墩纵向水平刚度在连续梁桥上对钢轨、道岔、墩台等结构部件受力及变形的影响。本文采用ANSYS软件建立桥上无缝道岔的岔—桥—墩纵向相互作用一体化模型,并进行力学分析。研究结果是:随着连续梁桥桥墩刚度的增大,基本轨伸缩附加力减小,连续梁桥墩的纵向力增大;增大连续梁桥墩纵向水平刚度对铺设于其上的无缝道岔的受力与变形是有利的。     

武广铁路客运专线桥上无缝道岔设计研究

桥上无缝道岔是客运专线的关键技术之一,目前国内桥上无缝道岔研究刚刚起步,尚未形成系统计算理论和设计方法,开展桥上无缝道岔计算理论和设计方法研究,具有重要理论和现实意义。在消化吸收国外先进设计理念的基础上,建立一种桥上无缝道岔计算模型和计算方法,结合武广铁路客运专线乐昌东站介绍桥上无缝道岔设计流程和设计方法。建立的"岔梁墩一体化"计算模型能够真实反映道岔和桥梁的相互作用,桥上无缝道岔设计方法具有很强的可操作性。     

泰和赣江特大桥无缝线路设计方案比选

泰和赣江特大桥主跨为(48 4×80 48)m混凝土连续梁,初步确定有三种桥上无缝线路铺设方案,分析计算了各方案桥上无缝线路纵向力,根据纵向力计算结果以及对轨道、桥梁的影响进行综合比较分析,确定了桥上无缝线路合理的铺设方案。