现代有轨电车支承层弹性模量取值分析

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1、第4期（总第174期）No.4(SerialNo.174)2014年8月CHINAMUNICIPALENGINEERINGAug.2014DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2014.04.024现代有轨电车支承层弹性模量取值分析秦晓光（上海市城市建设设计研究总院，上海200125）摘要：根据有轨电车及整体道床特点，对有轨电车支承层弹性模量的取值进行研究，分析在列车荷载作用下支承层及轨道板的受力情况，采用弹性模量折减的方式考虑支承层开裂后对应力重分布的影响。以某有轨电车工程为例，建立弹性地基上的

2、叠合梁模型及3D实体有限元模型，对支承层与整体道床的应力状态进行计算，提出随着支承层模量的变化，轨道板及支承层内应力重分布的规律，并给出支承层弹性模量的建议值。关键词：有轨电车；整体道床；叠合梁；有限元中图分类号：U482.1文献标志码：A文章编号：1004-4655(2014)04-0072-031工程概况叠合梁模型及弹性地基梁-体有限元模型对有轨目前在苏州高新区、珠海市香洲区、淮安市等电车荷载作用下轨道板结构的内力进行计算。通地区已展开现代有轨电车的建设工作。国内尚缺少过对支承层内力与混凝土材料疲劳抗拉强度的对有

3、轨电车相关设计规范，对有轨电车的大面积推广比分析，考虑支承层开裂后造成弹性模量的折减，产生一定制约。现代有轨电车大多采用钢轮钢轨、计算模量变化后轨道结构内力的重分布，提出开整体道床形式。以某现代有轨电车工程为例，整体裂后支承层弹性模量的建议值以及轨道板与支承道床由25cm钢筋混凝土轨道板及20cm素混凝土层内力的大小。支承层组成，其下为基床（见图1）。2轨枕压力计算轨道是直接承受列车荷载的结构物，采用弹性地基上的无线长梁模型计算钢轨支点的枕上压力。根据我国铁路工程无砟轨道相关经验，通过对测试图1现代有轨电车整体道床剖

4、面图数据的分析，国内学者建议，在速度≥200km/h线路上，客运专线动力系数为2、客货共线动力系数由于支承层一般不采用钢筋混凝土结构，容[4]为3。由于有轨电车无相关数据或设计标准，本文易产生裂缝，一旦开裂形成通缝，引起轨道板与中动力系数取值为2。弹性基础梁计算模型示意图支承层应力的重分布，使轨道板弯矩变大。德国见图2。Rheda2000整体道床支承层在设计中取10GPa和[1]5GPa，分别代表支承层开裂前后的弹性模量。国内一些学者对整体道床的研究主要集中在客运专[2-3]线或高速铁路领域。有轨电车与客运专线或高速

5、铁路相比车辆荷载小，行驶速度低，支承层开裂图2弹性基础梁计算模型后的弹性模量取值及其对轨道板、支承层的内力影以某有轨电车工程为例，车辆及轨道参数见响有其研究的必要性。表1。有轨电车车辆模型见图3。本文结合有轨电车特点，分别采用弹性地基表1列车及轨道计算参数表设计扣件刚收稿日期：2014-02-24轴距定距轴重/钢轨弹模E/钢轨惯性扣件间时速/度D/4-1/m/mkN-1MPa矩J/m距a/m作者简介：秦晓光(1986—)，男，助理工程师，硕士，主要km·hN·mm4-5从事地下结构设计工作。701.711.11254

6、020.58×103.21×100.672第4期（总第174期）No.4(SerialNo.174)2014年8月CHINAMUNICIPALENGINEERINGAug.2014秦晓光：现代有轨电车支承层弹性模量取值分析2014年第4期DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2014.04.024图3有轨电车车辆模型现代有轨电车支承层弹性模量取值分析根据TB10082—2005《铁路轨道设计规范》图5简化整体梁应力分布示意图中的弹性地基梁计算方法，一个轴的荷载沿轨道纵秦晓光向影响7根轨枕，宽度约为

7、4.3m，一个转向架的（上海市城市建设设计研究总院，上海200125）影响宽度约为5.4m，由于车辆定距11.1m，超出轮载影响范围,因此不考虑相邻转向架的作用。一摘要：根据有轨电车及整体道床特点，对有轨电车支承层弹性模量的取值进行研究，分析在列车荷载作用下支承个转向架轮对荷载作用下枕上压力见图4。层及轨道板的受力情况，采用弹性模量折减的方式考虑支承层开裂后对应力重分布的影响。以某有轨电车工程为例，建立弹性地基上的叠合梁模型及3D实体有限元模型，对支承层与整体道床的应力状态进行计算，提出随着支承层模量的变化，轨道板及

8、支承层内应力重分布的规律，并给出支承层弹性模量的建议值。关键词：有轨电车；整体道床；叠合梁；有限元中图分类号：U482.1文献标志码：A文章编号：1004-4655(2014)04-0072-03图4列车荷载作用下轨道板顶面荷载分布（kN）3轨道结构内力计算1工程概况叠合梁模型及弹性地基梁-体有限元模型对有轨有轨电车轨道板与支承层共同构成双层形