大跨度钢析斜拉桥上无缝线路制动力的计算刘真

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1、大跨度钢析斜拉桥上无缝线路制动力的计算CalculationofBrakingForceofContinuousWeldedRailonLarge-SpanSteelTrussCable-StayedBridge刘真（青岛工学院土木工程系胶州，山东266300）(LiuZhenQingdaoInstituteofcivilengineering,JiaozhouShandong266300）摘要:为探讨大跨度钢析斜拉桥上无缝线路制动力的传力机制，基于有限元法和梁轨相互作用理论，建立了反映斜拉索、主塔、半漂浮体系等桥梁特征的梁轨纵向相互

2、作用平面模型，分析了斜拉索刚度、主塔刚度以及半漂浮体系中粘滞阻尼器对制动力的影响，并提出了制动力的简化算法.研究结果表明:制动力满足斜拉桥上铺设无缝线路的要求，且其分布规律与普通桥上相同;粘滞阻尼器对制动荷载下斜拉桥上无缝线路梁轨相互作用的改善较明显，有效降低了梁轨相对位移，减小了制动力;与主塔刚度相比，斜拉索刚度对桥上无缝线路制动力的影响较大，因此，设计桥上无缝线路时，可只考虑斜拉索刚度的影响.关键词:斜拉桥;桥上无缝线路;制动力;梁轨相互作用Abstract:Inordertoprobeintothetransmissionmec

3、hanismofbrakingforceoncontinuousweldedrail(CWR)onalarge-spansteeltrusscable-stayedbridge，aplanemodelforbridge-railinteractionwasestablishedbasedonthefiniteelementmethodandthebridge-railinteractiontheory.Inthismodel，allstructuralcharacteristics，suchassteeltruss，staycable

4、s，maintowers，andviscousdampers，areinvolved.Theinfluencesofstaycablestiffness，maintowerstiffnessandviscousdampersonthebrakingforcewereanalyzed，andasimplifiedalgorithmforthebrakingforcewasproposed.TheresultsshowthatbrakingforcecanmeetthedemandsofpavingCWRoncable-stayedbri

5、dges，anditsdistributionregularityisthesameasthatonconventionalbridges;viscousdampersimprovethebridge-railinteractionintrainbrakingsituationbyreducingbridge-railrelativedisplacementandbrakingforce;comparedwiththestiffnessofmaintowers，thestiffnessofstaycableshasagreatinfl

6、uenceonthebrakingforce，soitshouldbetakenintoaccountinCWRdesignofacable-stayedbridge.Keywords:cable-stayedbridge;continuousweldedrailonbridge;brakingforce;bridge-railinteraction7目前，我国铁路建设中出现了大跨度钢析斜拉桥[1]，国内外学者对该桥型性能的研究已相当成熟[2-5]，包括列车制动对斜拉桥结构受力特性等的研究[6]。但尚未从桥上无缝线路列车制动这一角度出

7、发，研究斜拉索、主塔结构、半漂浮体系及粘滞阻尼器对列车制动工况下梁轨相互作用的影响。因此为了完善桥上无缝线路计算理论[7]，正确指导特殊桥上无缝线路设计「8-9]，研究大跨度斜拉桥上列车制动情况下梁轨相互作用尤为重要。本文基于有限元法[10]和梁轨相互作用理论，建立了大跨度钢析斜拉桥平面模型，该模型考虑了钢析、斜拉索、主塔、半漂浮体系等斜拉桥的结构特征，分析了斜拉索刚度、主塔刚度及半漂浮体系中粘滞阻尼制动工况下梁轨相互作用的影响，并提出了线路制动力的简化算法。771、模型及设计参数桥上无缝线路制动力是列车在桥上制动或启动时对轨道产生的

8、纵向力，它使轨道与桥梁产生相对位移.斜拉桥是由承弯的梁、承压的塔和承拉的索3种基本构件组成的整体结构，所以，钢析梁的纵向位移必将受到斜拉桥体系的抑制作用。采用有限元软件[11-12]，在满足工程要求的前提下，通过一定的简