桥上无缝线路钢轨断缝计算方法的研究

基于有限单元法,建立了线一桥一墩一体化桥上无缝线路计算模型,考虑相邻轨条及桥墩纵向刚度的影响,计算了一根钢轨折断后的开口量,并分析比较了不考虑相邻轨条限制作用、不考虑桥墩纵向刚度、多根轨条同时折断等简化算法的计算偏差,为桥上是否设置钢轨伸缩调节器提供了依据。     

橡胶支座桥上无缝线路梁轨相互作用力分析

根据梁轨相互作用力原理和橡胶支座的特性，提出了橡胶支座桥上无缝线路的伸缩附加力，挠曲附加力，断轨力及支座反力的计算方法，并通过算例对橡胶支座梁与固定－活动支座简支梁的计算结果进行了比较，为桥上无缝线路和桥梁墩台设计提供了理论计算依据。     

钢轨蠕变伸长与无缝线路锁定轨温下降的分析

根据现场实测的钢轨长度,对钢轨的蠕变伸长进行了分析。得出新钢轨上道后的不同时期,其蠕变伸长速率是不同的。新钢轨上道后的前期,蠕变伸长速率较大,以后逐步降低。钢轨的蠕变伸长可使无缝线路的锁定轨温下降,最大下降值可达１５℃左右。建议在新钢轨上道后的半年内,对钢轨进行应力放散,以保持无缝线路的稳定性。     

自适应无缝线路的设计与计算

分析了无缝线路发生胀轨跑道与断轨的原因，利用形状记忆合金材料的特殊性能，提出了自适应无缝线路的结构方案，阐述了该线路的可行性和优越性，并对此进行了有限元分析。     

大跨度钢桁斜拉桥上无缝线路制动力的计算

为探讨大跨度钢桁斜拉桥上无缝线路制动力的传力机制,基于有限元法和梁轨相互作用理论,建立了反映斜拉索、主塔、半漂浮体系等桥梁特征的梁轨纵向相互作用平面模型,分析了斜拉索刚度、主塔刚度以及半漂浮体系中粘滞阻尼器对制动力的影响,并提出了制动力的简化算法.研究结果表明:制动力满足斜拉桥上铺设无缝线路的要求,且其分布规律与普通桥上相同;粘滞阻尼器对制动荷载下斜拉桥上无缝线路梁轨相互作用的改善较明显,有效降低了梁轨相对位移,减小了制动力;与主塔刚度相比,斜拉索刚度对桥上无缝线路制动力的影响较大,因此,设计桥上无缝线路时,可只考虑斜拉索刚度的影响.     

桥上无缝线路伸缩附加力计算的新方法

用广义变分法来计算桥上无缝线路附加力，提出了研究桥上无缝线路附加力计算的新方法。基于已有的试验及计算结果，先假设钢轨伸缩附加力函数，由此得到钢轨位移及梁轨相对位移函数，再通过对梁轨体系总能量进行广义变分计算，建立起结构体系的平衡方程，最后编制相应的计算程序，得到了符合工程实际的计算结果。     

高速铁路特大桥上无缝线路纵向附加力计算

将轨道结构、桥梁及墩台基础作为一个整体系统，建立了桥上无缝线路纵向附加力计算的有限元模型，以京沪高速铁路中两座特大桥为例，研究了桥上无缝线路钢轨温度附加力、挠曲附加力的分布及其对桥梁墩台的传递规律，同时还分析了断轨力和制动附加力的影响．计算结果符合桥上无缝线路的基本原理。编制的计算软件(BCWR)，可用于高速铁路特大桥上无缝线路的设计．     

桥上无缝线路附加力计算模型

中国新建铁路桥上无缝线路设计及墩台顶纵向力计算暂行规定尚处于试行阶段, 有些地方还很值得探讨, 其中之一就是其常量阻力计算模型。从理论上证明以该力学模型计算桥上无缝线路伸缩附加力, 当跨径很大时, 有可能不存在有力学意义的解, 并结合实例加以说明, 当荷载较小时, 以该力学模型计算挠曲附加力, 也有可能不存在有力学意义的解, 以三跨连续梁为例, 对该问题进行了论证。针对常量阻力计算模型的缺点, 建议对大跨度铁路桥梁应采用变量模型。     

冻结无缝线路稳定性分析

建立了钢轨接头抗扭刚度的计算模型 ,推导了冻结无缝线路稳定性的计算公式 ,分析了接头阻力、预留轨缝、曲线半径等因素对冻结无缝线路稳定性的影响。最后还列表给出了不同工况下的临界温度压力值     

高速铁路无缝钢轨断缝瞬态冲击行为分析

无缝线路钢轨焊缝及其热影响区在温度力作用下可能发生钢轨折断形成断缝. 为了研究钢轨折断对列车运营安全的影响,对轮轨接触受力特性及其材料高频动态响应进行了分析. 首先,建立了ANSYS/LSDYNA三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型;然后,根据不同速度轮轨力时域响应规律,选择了合适的模型计算工况,并且通过计算轮轨接触受力特性和材料高频动态响应,分析了车轮跨越断缝的安全问题;最后,通过小波变换获取了车轮跨越断缝时轮轨力的频域分布. 结果表明:断缝处轮轨高频冲击力峰值随断缝长度变化先减小后增大,转折点处断缝长度与行车速度负相关;车轮通过断缝时,钢轨最大剪切应力超过材料破坏极限,易导致钢轨材料脆断;轮轨力时频图中存在两个特殊频率成分,分别对应高频冲击荷载（1 500 Hz左右）及二次冲击荷载（450 Hz左右）,断缝长度对轮轨力频域分布影响较小.      

寒冷地区跨区间无缝线路的施工设计

介绍了寒冷地区跨区间无缝线路的施工设计。     

连续桥梁上无缝线路伸缩附加力的分析与计算

在总结既有文献计算结论的基础上,综合分析实际测试结果的数据,应用桥梁、钢轨相互作用原理及计算模型,分析了铁路连续梁桥有碴轨道上铺设无缝线路情况下,钢轨伸缩附加力的作用机理及分布规律。     

无缝线路稳定公式的推导及影响因素分析

利用虚位移原理推导了无缝线路稳定的公式,计算了各种参数的变化对无缝线路稳定的影响,提出了在线路养护工作中保证稳定的一些重要原则。     

有限单元法在无缝线路稳定性计算中的应用

建立了无缝线路横向胀曲的有限元模型，推导了相应的有限元公式，并利用现有的单波和复波曲线模型进行检验，在此基础上，分析了轨枕失效对无缝线路稳定性的影响。     

高速铁路桥上无缝线路断轨力计算模型

在吸收前人研究成果的基础上, 采用实体单元模拟桥梁及桥梁墩台, 采用空间梁单元模拟钢轨及轨枕, 采用弹簧单元模拟钢轨、轨枕、桥梁与墩台之间的连接, 建立了断轨三维有限元空间力学模型。以秦沈客运专线10跨32 m简支双线整孔箱形梁桥为例, 对其进行断缝值影响因素分析。研究结果表明: 对于多跨简支梁桥, 断缝与梁温度变化幅度、断缝位置、支座摩擦阻力关系不大; 断缝值与扣件纵向阻力、钢轨温度变化幅度、桥墩纵向刚度、钢轨类型关系比较密切; 断缝值及采用的力学计算模型也有一定的关系, 相比传统计算模型, 空间力学模型计算结果偏小。     

高速铁路长大桥梁无缝线路附加挠曲力计算分析

根据高速铁路长大桥梁无砟轨道无缝线路梁轨相互作用原理,结合京沪高铁实际情况,建立了京沪高铁整桥双线有限元模型,以10跨32 m混凝土简支箱梁桥为例,用有限元法计算分析了高速铁路长大桥梁无砟轨道无缝线路附加挠曲力及附加挠曲位移的分布。计算结果表明,列车在双线简支箱梁上单线运行时,其附加挠曲力值较小,4根钢轨的附加挠曲力值有所差别,但差别不大。钢轨附加挠曲力在桥台处较大,钢轨纵向位移则在桥梁中部较大,在桥台处较小。     

高速铁路桥上无缝线路力学计算模型对比

高速铁路桥梁、墩台及荷载均具有很强的空间力学特性, 平面力学模型不能很好反映上述工况, 有着较大的局限性。在吸收前人研究成果的基础上, 建立了梁、轨纵向相互作用三维有限元空间力学计算模型, 以秦沈客运专线32 m多跨简支双线整孔箱形梁桥为例, 对其进行了纵向力分析, 并与传统平面力学模型进行了比较。对于伸缩附加力, 平面模型与空间模型计算结果相差不大; 对于挠曲附加力, 平面模型与空间模型计算结果有较大的差别; 当双线对称加载时, 平面模型与空间模型制动附加力计算结果相差不大; 在单线制动或双线对向制动时, 平面模型的计算结果较多超过空间力学模型的计算结果, 其计算结果是偏于保守的。对比分析表明空间力学模型更适宜于各种工况附加力的计算。     

告别轨缝撞击的高速铁路

乘坐火车时车窗外“咣当”、“咣当”响起的车轮撞击轨缝声音,曾经是许多人美好的童年回忆。在小学的常识课本上,我们已知道,铁路线上的钢轨由于受热胀冷缩等因素的影响会产生延伸、收缩等变形,而铁路轨缝就是为了弥补钢轨变形而特意留下的。虽然列车通过轨缝时的撞击声充满了旅行情节的诗意,但更多带来的却是列车振动颠簸,甚至是无尽的噪声。     

CRTSⅡ型板断裂条件下桥上无缝线路伸缩力特性

为了研究桥上CRTSⅡ型轨道板断裂条件下轨道、桥梁结构纵向受力变形规律及其影响,基于有限元法和梁-板-轨相互作用机理,建立桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道无缝线路空间耦合模型,分析不同轨道板断缝位置、断缝宽度、裂缝深度及轨道板、底座板伸缩刚度对断板条件下桥上无砟轨道无缝线路伸缩力分布规律的影响.研究结果表明:在计算轨道板断裂条件下桥上无砟轨道无缝线路伸缩力时,应根据不同检算部件选取最不利的断板位置,建议将轨道板断缝宽度和深度分别取2 mm和200 mm、轨道板、底座板伸缩刚度折减至10%～50%,计算结果是偏安全的且不失一般性;轨道板断裂增加了断缝处CA (cement asphalt)砂浆层及底座板断裂的风险,断板侧的钢轨纵向位移及轨板相对位移均在断缝处急剧变化.     

京九铁路涮江大桥桥上无缝线路设计方案研究

提出了京九铁路涮江大桥桥上无缝线路设计方案,并基于MATLAB语言编制了桥上无缝线路纵向力计算软件.计算结果表明:涮江大桥桥上可不设钢轨伸缩调节器;锁定轨温取34±5℃时,桥上无缝线路强度、稳定性、断缝满足设计要求;桥墩纵向弯曲稳定性、墩身截面强度、合力偏心、墩顶纵向水平位移满足设计要求;桥墩基底应力、基底合力偏心、基础倾覆稳定性、基础滑动稳定性满足设计要求;桥台基底应力及偏心满足设计要求.