高速铁路斜拉桥上无缝线路纵向力研究

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1、第３４卷第３期铁道学报Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．３２０１２年３月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＴＨＥＣＨＩＮＡＲＡＩＬＷＡＹＳＯＣＩＥＴＹＭａｒｃｈ２０１２文章编号：１００１－８３６０（２０１２）０３－００８３－０５高速铁路斜拉桥上无缝线路纵向力研究闫斌，戴公连（中南大学土木工程学院，湖南长沙４１００７５）摘要：采用带刚臂的梁单元模拟桥梁，用非线性弹簧模拟线路纵向阻力，并采用相关文献试验结果进行验证。以该模型为基础，建立塔－索－轨－梁－墩－桩的斜拉桥整体空间有限元模型。以沪昆高速铁路某（３２＋８０＋１１２）ｍ槽型截面单塔斜拉桥为例，对斜拉桥上无缝线路纵向力传递规律进行分析；计算纵向力对斜拉

2、索和塔墩影响；探讨桥梁截面形式、线路纵向阻力模型、斜拉桥约束方式、主梁和拉索温度变化、风压以及钢轨伸缩调节器设置位置等设计参数对纵向力影响；提出相关取值建议。关键词：铁道工程；铁路桥梁；斜拉桥；无缝线路；纵向力中图分类号：Ｕ４４１．７文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－８３６０．２０１２．０３．０１４ＣＷＲＬｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌＦｏｒｃｅｏｆＣａｂｌｅ－ｓｔａｙｅｄＢｒｉｄｇｅｏｆＨｉｇｈ－ｓｐｅｅｄＲａｉｌｗａｙＹＡＮＢｉｎ，ＤＡＩＧｏｎｇ－ｌｉａｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉ

3、ｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｂｅａｍｅｌｅｍｅｎｔｗｉｔｈｒｉｇｉｄａｒｍｗａｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｂｒｉｄｇｅ，ｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｓｐｒｉｎｇｓｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｓｏｆｒａｉｌａｎｄｔｈｅｂｒｉｄｇｅ－ｔｒａｃｋｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓｗｅｒｅｖｅｒｉｆｉｅｄｗｉｔｈｒｅｆｅｒｅｎｃｅｔｏｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｐｅｃｉｆｉｅｄｉｎｒｅｌｅｖａｎｔＤｏｃｕｍｅｎｔｓ．Ｏｎｔｈｅａｂｏｖｅｂａｓｉｓ，ｔｈｅｔｏｗｅｒ－

4、ｃａｂｌｅ－ｒａｉｌ－ｂｅａｍ－ｐｉｅｒ－ｐｉｌｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｃａｂｌｅ－ｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅ（３２＋８０＋１１２）ｍＵ－ｓｈａｒｐｓｅｃｔｉｏｎａｎｄｓｉｎ－ｇｌｅ－ｔｏｗｅｒｃａｂｌｅ－ｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅｏｆｔｈｅＳｈａｎｇｈａｉ－ＫｕｎｍｉｎｇＨｉｇｈ－ｓｐｅｅｄＲａｉｌｗａｙｗａｓｔａｋｅｎｆｏｒｃａｓｅ－ｓｔｕｄｙ：ＴｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌａｗｏｆＣＷＲ（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｗｅｌｄｅｄｒａｉｌ）ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｆｏｒｃｅｓｏｎｔｈｅｃａｂｌｅ－ｓｔａｙｅｄｂｒ

5、ｉｄｇｅｗａｓａｎａ－ｌｙｚｅｄ；ｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｔｈｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｆｏｒｃｅｓｏｎｔｈｅｃａｂｌｅａｎｄｔｏｗｅｒｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄ；ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｓｕｃｈａｓｔｈｅｂｒｉｄｇｅｓｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｍｏｄｅｌｏｆｒａｉｌ，ｔｈｅｒｅｓｔｒａｉｎｔｐｌａｎｏｆｔｈｅｃａｂｌｅ－ｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅ，ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｖａｒｉａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｍａｉｎｂｅａｍａｎｄｃａｂｌｅ，ｗｉｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｓ，ｔｈｅｒａｉｌｅｘｐａｎｓｉ

6、ｏｎｒｅｇｕ－ｌａｔｏｒｐｏｓｉｔｉｏｎｓａｎｄｓｏｏｎｏｎｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ；ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｍａｄｅｆｏｒｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｒｅｌａｔｅｄｖａｌｕｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒａｉｌｌｒｏａｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｒａｉｌｌｒｏａｄｓｂｒｉｄｇｅｓ；ｃａｂｌｅ－ｓｔａｙｅｄｂｒｉｄｇｅ；ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｗｅｌｄｅｄｒａｉｌ；ｌｏｎｇｉｔｕｄｉ－ｎａｌｆｏｒｃｅ关于桥上无缝线路纵向力的分布规律，国内外学本文在前人研究基础上，采用一种经过验证的梁［１－７］者做了较为广泛的研究。但现有研究多采用平面轨接触模拟方式，建立考虑墩台和桩

7、基影响以及轨道模型，有些模型未考虑下部结构刚度的影响，且研究对空间位置的高速铁路斜拉桥模型，以沪昆高速铁路某象均为梁桥。事实上，平面模型难以考虑单股钢轨折（３２＋８０＋１１２）ｍ槽形梁单塔斜拉桥为工程背景，研断的空间效应；忽视墩台和桩基的影响，对于梁轨共同究斜拉桥上无缝线路纵向力分布新特点，分析相关设作用的模拟具有一定局限性；而对于高速铁路上特殊计参数影响。桥梁形式如斜拉桥，现有研究尚未涉及。１斜拉桥梁轨共同作用模型收稿日期：２０１０－０７－０５；修回日期：２０１０－０８－０９基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０６７８１７６）作者简介