桥上有砟道床阻力特性及尺寸优化研究

研究目的:建立桥上有砟道床离散元仿真模型，通过足尺道床阻力试验进行标定，分析道床宽度、厚度等断面参数对道床阻力的影响，探讨横向阻力影响范围和道床各部分对阻力的分担特性，提出大跨桥上有砟道床尺寸的优化建议，以期减轻二期恒载，为桥梁设计创造条件。研究结论:(1)在一定道床宽度范围内，道床阻力随顶面宽度的增大而增大，顶宽由3 400 mm增大到3 800 mm时，横向阻力增长率由16.9%降至4.6%,纵向阻力受顶宽影响较小；(2)在一定道床厚度范围内，道床阻力随厚度的增大而增大，厚度由250 mm增大到450 mm时，道床横向阻力增长率由31.4%降至5.9%,道床纵向阻力增长率由18.6%降至4.0%;(3)距枕端400 mm宽度范围内的砟肩道砟是提供横向阻力的主要区域；(4)道床阻力主要由枕底、枕侧和枕端阻力构成，其中横向阻力枕底分担比例约为62%,枕端约为24%,枕侧约为14%;(5)综合道床阻力、经济性和运维需求，建议桥上有砟道床顶宽取为3 400 mm,厚度取为300 mm;(6)本研究结论可为大跨桥上有砟道床断面尺寸优化提供借鉴和参考。