桥上无碴轨道无缝道岔力学特性分析

第３１卷第１期

２ＱＱ！笙２旦

文章编号：１６７３—０２９１（２００７）０１—００８９—０４

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北京交通大学学报ｖ０１．３１Ｎｏ．１

基丛：２ＱＱ！

桥上无碴轨道无缝道岔力学特性分析

孙大新１，高

亮１，刘衍峰２

（１．北京交通大学土木建筑工程学院，北京１０００４４；２．北京市市政工程设计研究总院，北京１０００４５）

摘要：采用有限单元方法，建立了桥上无碴轨道、无缝道岔伸缩力的计算模型，分析了轨温变化幅度、扣件阻力、限位值、间隔铁数量等轨道结构参数对无缝道岔受力及变形的影响．研究表明，桥上无碴轨道无缝道岔的温度力和位移受轨温变化幅度的影响很大，扣件阻力对结构受力也有很大的影响，而限位器、间隔铁阻力参数变化对结构的影响要居次要地位．关键词：无碴轨道；桥上无缝道岔；附加温度力；位移

中图分类号：Ｕ２１３

文献标志码：Ａ

Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆ

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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ

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无缝道岔、无碴轨道和桥上无缝线路是现代高速、重载铁路强化轨道结构的关键技术．其力学机理比较复杂，是铁路现代化技术研究中的热点和难点．新建铁路和城市高架线路，由于受地形的限制，不可避免的要将无缝道岔铺于桥上．桥上无碴轨道无缝道岔集中了无缝道岔无碴轨道和桥上无缝线路的特点和难点，虽然国内外对此都做过较多的研究，但都是相对独立．目前，国内外还没有完全成型的工程经验，还缺乏系统的研究．本文作者采用有限元软件建

收稿日期：２００５．０８—０５：修回日期：２００７一叭。２０

基金项目：北京交通大学重点科技基金资助项目（２００５Ｋ２００９）

立桥上无碴轨道无缝道岔的伸缩力一体化模型，对各种影响因素进行了分析．

１桥上无碴轨道无缝道岔模型

１．１基本结构

以１８号可动心轨无缝道岔铺设在４跨简支梁上为例．钢轨采用梁单元模拟，桥梁结构采用梁板单元，钢轨和桥梁之间采用扣件连接，扣件阻力采用非线性弹簧模拟．尖轨跟端设置限位器结构，心轨跟端

作者简介：孙大新（１９８０），男（满族），辽宁抚顺人，硕士．ｅ啪ｉｌ：ｓｕｎｄａ）【ｉｎｌ９８０＠１６３．∞ｍ

万方数据　

高亮（１９６８一），男，山东滕州人，教授，博士，博士生导师．

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竺！！堂

设置间隔铁结构，限位器和间隔铁阻力也采用非线性弹簧模拟．为尽量消除边界影响，整个模型长度设为１７１ｍ，桥跨结构从左至右为４×２４ｍ简支梁．桥跨最左端位于模型的４０ｍ处，第一根岔枕位于模型

的４８ｍ处．图１为模型局部示意图．

钢轨

扣件

图１模型局部示意图

Ｆｉｇ．１

Ｍ。ｄｄｄ

ｐａｒｔｓｏｆｊｏｉｎｔｌｅＳｓ

刚ｔｃｈ

０ｎ

ｂａｌｌａｓｔｌｅｓｓｂｒｉｄｇｅ

１．２基本假定

（１）道岔内部、道岔与区间全部焊连．

（２）桥梁的温度变化仅为单纯的升温或降温，不考虑梁温升降的交替变化．

（３）桥梁在受力过程中，只考虑桥跨的伸缩，桥跨结构在其它方向的位移忽略不计．

（４）桥上铺设无碴轨道，假设道床及轨枕与桥梁温度性质相同．为计算简便，设桥梁墩顶位移为零．

（５）模型两端为无缝线路固定区，钢轨位移为零．１．３基本计算参数

（１）钢轨．采用６０艇／ｈ钢轨，截面面积Ａ＝

７７．４５

ｃｍ２，弹性模量Ｅ＝２．１×１０１１Ｎ／ｍ２，线膨胀

系数ａ＝１１．８×１０＿６／Ｃ，泊松比弘＝０．３．

（２）扣件．由室内试验得出Ⅲ型弹条扣件阻力和位移的关系［２｜，考虑胶垫在使用过程中会出现残余压缩变形，扣件阻力将降低１５％，计算中采用表１中的数值．

表１扣件阻力表

Ｔａｂ．１

Ｒ商ｓｔａｎｃｅｏｆｆａｓｔｅｎｅｒ

位移／Ｈｍ

００．２５０．５０．７５１．０１．５２．０阻力／（ｋＮ／组）

０

１０．６０

１４．５０

１６．５０

１８．２０

１８．９０

１９．１０

（３）限位器．尖轨跟端为限位器结构，子母块并非绝对刚性构件，随相对位移的不同，其阻力也是非线性的，限位器子母块在不同荷载条件下的测试位移如表２［２｜，在分别对子母块进行加载试验的情况下，两者位移之和即为导轨和基本轨的相对位移．

（４）间隔铁．通过室内试验得出荷载位移关系．间隔铁阻力测试方法有偏心加载（加载一根钢轨）和中心加载 …… 此处隐藏：6699字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……