门式墩纵向刚度及其对无缝线路纵向力的影响

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1、第４０卷第１１期华中科技大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．１１２０１２年１１月Ｊ．ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖ．ｏｆＳｃｉ．＆Ｔｅｃｈ．（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｎｏｖ．２０１２门式墩纵向刚度及其对无缝线路纵向力的影响戴公连闫斌魏标（中南大学土木工程学院，湖南长沙４１００７５）摘要在以门式墩作为下部结构的高速铁路桥梁设计中，为简化门式墩纵向刚度的计算，推导了考虑两立柱抗推、抗扭刚度以及横梁抗弯刚度的门式墩整体纵向刚度表达式．在此基础上提出了参数优化方法，研究了门式墩纵向刚度的降低对梁轨相互作用的影响．分析表明：考虑抗扭刚度可将门式墩总刚度提高２０％；与普通钢筋混

2、凝土桥墩相比，门式墩所受墩顶水平力略有降低，但门式墩附近钢轨制动力增大；门式墩纵向刚度应尽量接近相邻桥墩以减小钢轨纵向力．关键词铁路桥梁；桥面系；高速铁路；门式墩；纵向刚度中图分类号Ｕ４４１．７文献标志码Ａ文章编号１６７１－４５１２（２０１２）１１－００３３－０４ＬｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｆｒａｍｅｐｉｅｒａｎｄｉｔｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｆｏｒｃｅｏｎＣＷＲＤａｉＧｏｎｇｌｉａｎＹａｎＢｉｎＷｅｉＢｉａｏ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７５，Ｃｈｉｎ

3、ａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｔｈｅｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｒａｉｌｗａｙｂｒｉｄｇｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔａｋｉｎｇｔｈｅｆｒａｍｅｐｉｅｒａｓｔｈｅｓｕｂｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｏｓｉｍ－ｐｌｉｆｙｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｔｈｅｆｒａｍｅｐｉｅｒ，ｔｈｅｗｈｏｌｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｅｘ－ｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｔｈｅｆｒａｍｅｐｉｅｒｗａｓｄｅｒｉｖｅｄｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅａｎｔｉ－ｐｕｓｈａｎｄｔｏｒｓｉｏｎａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｃｏｌｕｍｎｓａｎｄｔｈｅｂｅａｍｂｅｎｄｉｎｇｓｔｉｆｆｎｅｓｓ．Ｏｎｔ

4、ｈｉｓｂａｓｉｓ，ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａ－ｔｅｄ．Ｉｔｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｔｈａｔｌｏｗｅｒｉｎｇｔｈｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｔｈｅｆｒａｍｅｐｉｅｒｍａｄｅａｎｉｍｐａｃｔｏｎｂｅａｍ－ｔｒａｃｋｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｓ：ｔｈｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｆｒａｍｅｐｉｅｒｃａｎｂｅｍａｄｅｔｏｉｎｃｒｅａｓｅ２０％ｂｙｔｈｅｔｏｒｓｉｏｎａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｎｏｒｍａｌｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃ

5、ｒｅｔｅｐｉｅｒ，ｔｈｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｆｏｒｃｅｏｎｔｈｅｆｒａｍｅｐｉｅｒｉｓｓｌｉｇｈｔｌｙｌｏｗｅｒａｎｄｔｈｅｒａｉｌｂｒａｋｉｎｇｆｏｒｃｅｎｅａｒｉｔｉｓｌａｒｇｅｒ．Ａｓｍｕｃｈａｓｐｏｓｓｉ－ｂｌｅ，ｔｈｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｔｈｅｆｒａｍｅｐｉｅｒｓｈｏｕｌｄｂｅｃｌｏｓｅｔｏｔｈｅａｄｊａｃｅｎｔｐｉｅｒｓｏａｓｔｏｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｆｏｒｃｅｏｎｔｈｅｒａｉｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｒａｉｌｒｏａｄｓｂｒｉｄｇｅｓ；ｂｒｉｄｇｅｄｅｃｋｓ；ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｒａｉｌｗａｙ；ｆｒａｍｅｐｉｅｒ；ｌｏｎｇｉｔｕ

6、ｄｉｎａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓ我国交通网纵横交错，当新建高速铁路桥梁本研究将门式墩结构进行合理简化，推导了与既有交通线斜交时，采用门式墩跨越既有线成其纵向总刚度与各构件刚度的关系式，用工程实为一种可行性较高的方案．对于桥梁下部结构，其例进行验证，并讨论各参数的优化方法．在此基础刚度除须满足内力要求外，还应考虑桥上轨道结上分析了门式墩纵向刚度对桥上无缝线路纵向力构的强度和稳定性，并使梁轨间不发生较大的相和墩顶水平力的影响．［１－２］对位移．虽然我国高速铁路规范对桥梁下部结［３－４］构纵向刚度限值有明确规定，但由于门式墩结１门式墩结构概况［５］构（尤其是钢混组合结构门式墩）的复杂性，其立柱

7、、横梁等构件的刚度分配方法往往难以确定．算例采用合福线上某１０－３２ｍ简支梁桥，桥收稿日期２０１２－０４－０９．作者简介戴公连（１９６４－），男，教授；魏标（通信作者），讲师，Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｅｉｂｉａｏｃｓｕ＠１６３．ｃｏｍ．基金项目国家自然科学基金资助项目（５００７８００６）；中国博士后科学基金资助项目（２０１１Ｍ５００９８３）．·３４·华中科技大学学报（自然科学版）第４０卷上铺设单线有砟轨道，下部结构采用２个钢混组种情况的叠加．合结构门式墩．各门式墩