温度荷载和桥梁基础变形对中低速磁浮轨道结构变形的影响分析

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1、国内图书分类号：U213.1,TU311密级：公开国际图书分类号：624西南交通大学研究生学位论文温度荷载和桥梁基础变形对中低速磁浮轨道结构变形的影响分析年级二〇一五级姓名李岩申请学位级别工学硕士专业车辆工程指导老师赵春发研究员二零一八年五月ClassifiedIndex:U213.1,TU311U.D.C:624SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisINFLUENCEOFTEMPERATURELOADSANDVIADUCTFOUNDATIONDEFORMATIONONTR

2、ACKDEFORMATIONOFMEDIUM-LOWSPEEDMAGLEVTRANSPORTGrade:2015Candidate:LiYanAcademicDegreeAppliedfor:MasterDegreeSpeciality:VehicleEngineeringSupervisor:Prof.ZhaoChunfaMay,2018西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通

3、大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适用本授权书；2．不保密□√，使用本授权书。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导老师签名：日期：年月日日期：年月日西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确

4、说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：（1）分析了乌鲁木齐地区的气候特征，参考了公路桥规、铁路桥规中对于箱梁温度荷载的规定和取值，提出了乌鲁木齐地区极端低温和大温差气候条件下磁浮轨道梁的温度荷载参数。利用有限元软件ABAQUS建立中低速磁浮轨道-桥梁空间有限元模型，计算了乌鲁木齐地区的日照温差荷载、骤然降温荷载与年温度荷载作用下中低速磁浮轨道-桥梁结构的应力与变形。（2）利用中低速磁浮轨道-桥梁结构有限元模型，分析了在乌鲁木齐地区温差荷载分别与车辆三种设计荷

5、载共同作用下轨道结构关键部件的变形和强度可靠性，为我国西北地区中低速磁浮轨道结构设计提供了参考。（3）利用建立的中低速磁浮轨道结构基础变形有限元模型，分析了在五种不同形式基础变形条件下，桥墩沉降幅值和桥梁跨度对F轨轨面几何形态的影响规律。学位论文作者签名：日期：年月日西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要随着城市轨道交通制式的多元化发展，中低速磁浮交通技术越来越受到工程界的广泛关注。中低速磁浮轨道采用多层组合的结构形式，在满足传力和承力功能的同时，必须保持结构的稳定，另外，中低速磁浮列车运行对轨道结构变形限值的要求非常严格

6、，因此，开展中低速磁浮轨道结构变形的研究显得很有必要。在介绍了三种典型的中低速磁浮轨道结构形式和特点的基础上，采用有限元法建立了包含伸缩接头和螺栓部件的中低速磁浮轨道模型。基于温度效应理论，开展了极端温度荷载和车辆荷载作用下，中低速磁浮轨道梁及其轨道结构关键部件的变形和应力特性研究；并分析了基础变形对F轨轨面几何形态的影响。首先，利用中低速磁浮轨道有限元模型，分析了乌鲁木齐地区的日照温差、骤然降温及年温度变化作用下轨道结构的温度变形和应力。结果表明：该地区日照温差荷载对轨道梁挠曲变形和应力的影响比较显著；不考虑轨排结构时，在

7、该地区极端温差条件下跨中位置轨道梁变形超限，但考虑轨排结构时，跨中变形满足规范要求。在该地区年温度变化荷载会引起较大的轨道结构纵向变形，该地区骤然降温对轨道结构变形影响较小。不同温度荷载作用下，F轨、H型轨枕和螺栓连接件的应力均小于材料的许用极限，满足结构的强度设计要求。其次，以乌鲁木齐地区竖向日照温差荷载为例，研究了温度与车辆荷载共同作用下，轨道结构不同部件的变形规律和应力特性。结果表明：考虑竖向日照温差与车辆荷载共同作用时，在正常悬浮荷载条件下，F轨内外侧磁极面的垂向位移差满足规定限值，但在1.3倍以上悬浮荷载作用下垂向

8、位移差超过规定的0.5mm。另外，在竖向日照温差与不同车辆设计荷载共同作用下，轨道结构各关键部件的应力满足结构的强度设计要求。最后，针对五种不同形式的桥梁基础变形，研究了变形幅值和桥梁跨度对F轨轨面几何形态的影响规律。结果表明：F轨的变形随着基础变形幅值增大会相应地增大，F轨的变形区域长度