大轴重重载铁路简支梁桥梁轨相互作用研究.pdf

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1、桥梁建设２０１４年第４４卷第５期（总第２２８期）ＢｒｉｄｇｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，Ｖｏｌ．４４，Ｎｏ．５，２０１４（ＴｏｔａｌｌｙＮｏ．２２８）２７文章编号：１００３－４７２２（２０１４）０５－００２７－０６大轴重重载铁路简支梁桥梁轨相互作用研究戴公连，朱俊樸，闫斌（中南大学土木工程学院，湖南长沙４１００７５）摘要：为探明大轴重重载铁路简支梁桥上无缝线路钢轨纵向应力和墩顶水平力的分布规律，以我国在建的３０ｔ轴重重载铁路双线３２ｍ简支Ｔ梁为例进行梁轨相互作用分析。采用ＡＮ－ＳＹＳ建立多跨重载简支梁桥－无缝线路一体化分析模型（

2、桥梁与轨道的非线性连接采用非线性杆单元模拟），研究温度和活载作用下钢轨纵向应力与墩顶水平力的分布特点，分析简支梁跨数对纵向力分布的影响。在此基础上，探讨检算钢轨应力时，挠曲力与制动力组合方式的合理性。分析表明：重载铁路简支梁桥上无缝线路钢轨所受纵向应力普遍比客货共线铁路大９．８％～３１％；简支梁跨数增加至８跨时，钢轨和墩顶的受力逐渐趋近于稳定；在检算墩顶水平力时，采用挠曲力、制动力耦合的方式进行计算较为安全。关键词：铁路桥；简支梁桥；重载铁路；梁轨共同作用；纵向力分布；有限元法中图分类号：Ｕ４４８．１３文献标志码：ＡＳｔｕｄｙ

3、ｏｆＢｅａｍａｎｄＴｒａｃｋＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｆｏｒＳｉｍｐｌｙ－ＳｕｐｐｏｒｔｅｄＢｅａｍＢｒｉｄｇｅｏｆＨｅａｖｙＡｘｌｅＬｏａｄＨｅａｖｙＨａｕｌＲａｉｌｗａｙＤＡＩＧｏｎｇ－ｌｉａｎ，ＺＨＵＪｕｎ－ｐｕ，ＹＡＮＢｉｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏａｓｃｅｒｔａｉｎｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｌａｗｓｏｆｔｈｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｔｒｅｓｓｏｆｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｗｅｌ

4、ｄｅｄｒａｉｌｓａｎｄｔｈｅｐｉｅｒｔｏｐｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｆｏｒｃｅｓｏｆｔｈｅｓｉｍｐｌｙ－ｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｅａｍｂｒｉｄｇｅｏｆｈｅａｖｙａｘｌｅｌｏａｄｈｅａｖｙｈａｕｌｒａｉｌｗａｙ，ａｄｏｕｂｌｅ－ｔｒａｃｋ３２ｍｓｉｍｐｌｙ－ｓｕｐｐｏｒｔｅｄＴ－ｂｅａｍｂｒｉｄｇｅｏｆ３０ｔａｘｌｅｌｏａｄｈｅａｖｙｈａｕｌｒａｉｌｗａｙｃｕｒｒｅｎｔｌｙｂｅｉｎｇｂｕｉｌｔｉｎＣｈｉｎａｗａｓｔａｋｅｎａｓａｎｅｘａｍｐｌｅａｎｄｔｈｅｂｅａｍａｎｄｔｒａｃｋｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｂｒｉｄｇｅｗａｓｓｔｕｄ

5、ｉｅｄ．ＢｙｍｅａｎｓｏｆｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅＡＮＳＹＳ，ｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄａｎａｌｙｓｉｓｍｏｄｅｌ（ｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｌｉｎｋｏｆｔｈｅｂｅａｍａｎｄｔｒａｃｋｓｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｌｉｎｋｅｌｅｍｅｎｔ）ｆｏｒｔｈｅｍｕｌｔｉ－ｓｐａｎｓｉｍｐｌｙ－ｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｅａｍｂｒｉｄｇｅａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｗｅｌｄｅｄｒａｉｌｓｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｔｒｅ

6、ｓｓｏｆｔｈｅｒａｉｌｓａｎｄｔｈｅｐｉｅｒｔｏｐｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｆｏｒｃｅｓｕｎｄｅｒｔｈｅａｃｔｉｏｎｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｌｉｖｅｌｏａｄｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｔｈｅｓｐａｎｎｕｍｂｅｒｓｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅｏｎｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｆｏｒｃｅｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙａｎｄａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｆｌｅｘｕｒａｌｆｏｒｃｅａｎｄｂｒａｋｉｎｇｆｏｒｃｅ

7、ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗａｙｓｆｏｒｔｈｅｃｈｅｃｋｉｎｇｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔｒｅｓｓｏｆｔｈｅｒａｉｌｓｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙｒｅ－ｖｅａｌｔｈａｔｔｈｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｓｔｒｅｓｓｏｆｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｗｅｌｄｅｄｒａｉｌｓｏｎｔｈｅｓｉｍｐｌｙ－ｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｅａｍｂｒｉｄｇｅｏｆｈｅａｖｙａｘｌｅｌｏａｄｈｅａｖｙｈａｕｌｒａｉｌｗａｙｉｓｇｅｎｅｒａｌｌｙ９．８％～３１％ｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｃｏｍｍｏｎｐａｓｓｅ

8、ｎｇｅｒａｎｄｆｒｅｉｇｈｔｒａｉｌｗａｙ．Ｗｈｅｎｔｈｅｓｐａｎｎｕｍｂｅｒｓｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅｉｎｃｒｅａｓｅｂｙ８ｓｐａｎｓ，ｔｈｅｆｏｒｃｅｓｏｆｔｈｅｒａｉｌｓａｎｄｔｈｅｐｉｅｒｔｏｐｇｒａｄｕａｌｌｙｔｅｎｄｔｏｂｅｓｔａｂｌｅａｎｄｗｈｅｎｔｈｅｐｉｅｒｔ