摘要：为获得大跨高墩长联桥上无缝线路设计的控制因素,探讨了大跨高墩长联桥墩台线刚度的合理取值.基于桥上无缝线路力的传递机理,建立了钢轨-主梁-桥墩-基础一体化力学模型;利用APDL参数化语言对ANSYS进行二次开发,建立了参数化优化模型,编制了桥墩线刚度优化程序.结合实际工程,分析了跨度64 m的有碴轨道简支梁桥墩顶纵向水平线刚度的限值.分析结果表明:梁轨快速相对位移及钢轨附加应力控制大跨高墩长联桥上无缝线路的整体设计,该跨度为64 m的有碴轨道简支梁桥墩顶纵向水平线刚度的限值应超过750 kN/cm.

摘要：为分析关键因素对桥上嵌入式轨道无缝线路力学特性的影响,并基于可靠性理论对其进行评估,采用有限元法建立了简支梁桥上嵌入式轨道无缝线路计算模型,选择高分子材料纵向阻力和梁体温差为随机变量,并根据实际工况确定了随机变量的分布类型和分布参数;通过中心组合试验设计方法设计了响应面试验,采用最小二乘法拟合了随机变量和响应之间的函数关系,从而建立了轨板相对位移关于高分子材料纵向阻力和梁体温差的二次多项式响应面模型,通过方差分析验证了所建立模型的正确性,并采用灵敏度分析方法对随机变量进行了参数敏感性分析;构建了桥上嵌入式轨道无缝线路长期服役性能的极限状态方程,综合运用蒙特卡洛法和响应面模型评估了简支梁桥上嵌入式轨道无缝线路的可靠性。分析结果表明:梁体温差和高分子材料纵向阻力对轨板相位移的灵敏度系数分别为0.99和-0.08,梁体温差对轨板相对位移的影响远大于高分子材料纵向阻力;在考虑参数的随机性以后,温度作用下的轨板相对位移具有一定的离散性,其主要分布在4.0~6.5 mm范围内,且近似服从正态分布;在不采取特殊处理措施的情况下,不宜在年温差较大的地区建造桥上嵌入式轨道;提出的桥上嵌入式轨道无缝线路可靠性评估方法可为嵌入式轨道结构的设计提供理论指导。

摘要：为更简便地建立小半径曲线梁桥的无缝线路有限元模型,降低计算成本并保证计算精度的可靠性,本文比较分析不同简化程度的模型。首先,依据已有桥上无缝线路模型的形式,通过不同程度简化桥梁上部结构,由简到繁确立了单刚臂模型、多刚臂模型、准梁格模型、平面壳模型、空间壳模型、实体模型共6种模型,并通过扣件横向和纵向阻力试验取得了模型的关键参数;其次,以曲线半径为200 m的(40+50+50+40) m连续梁桥为实例,计算了桥上无缝线路在伸缩、挠曲、制动和断轨等其他组合工况下的结果;最后,以实体模型的计算结果为基准,将前5种模型的计算结果与实体模型的进行对比,通过欧几里得距离量化分析了各模型的计算精度。研究结果表明:综合考虑模型复杂程度和计算精度,多刚臂模型和准梁格模型相比于空间壳模型性价比更高,梁格法在桥梁工程中被大量用于异形桥梁计算,且支座分布以及边界条件更符合实际情况。因此,推荐在进行小半径曲线梁桥的无缝线路计算时采用准梁格模型。

摘要：减小轨道、桥梁受力,防止轨道因爬行而积聚纵向力,是城市轨道交通中小半径大坡道高架桥地段无缝线路设计的技术关键。以南京地铁南北线一期工程中半径R=350 m曲线地段的安德门和东井亭高架桥以及33‰大坡道地段无缝线路为例,研究实现优化设计的关键技术。利用在道岔的岔道与曲线头之间的直线段,增设一组单向钢轨伸缩调节器,避免道岔承受无缝线路的纵向力,同时也减小高架桥的墩台受力。对于小半径线路,调整锁定轨温,用最大温度拉力取代断轨力,用温度力的侧向分力和列车通过桥梁时的离心力叠加检算墩台受力。对于大坡道地段,采用控制爬行量或钢轨应力,确保运营安全。

摘要：为了研究千米级铁路悬索桥上无缝线路纵向力分布规律,建立了考虑主缆、吊杆、钢桁梁、正交异形板,及相邻桥跨结构的(84+84+1092+84+84)m大跨度悬索桥与四线轨道相互作用仿真模型,研究了温度、竖向活载和列车制动作用下千米级铁路悬索桥上无缝线路纵向力分布规律。在此基础上,探讨了温度荷载模式等关键设计参数对系统受力的影响规律。研究表明:主梁温度变化对桥跨范围内对钢轨竖向位移和墩顶水平力有一定影响,在悬索桥主梁两端处钢轨应力峰值达22.3 MPa;制动力作用下,钢轨应力峰值为12.4 MPa,梁轨相对位移小于1.3 mm。由于悬索桥竖向刚度相对较弱,挠曲力代替伸缩力成为钢轨的控制性荷载:四线同时加载时悬索桥跨中处钢轨竖向位移达2.4 m,钢轨挠曲应力峰值可达98.6 MPa,列车竖向荷载快速作用下,悬索桥跨中附近梁轨相对位移达9.7 mm,桥上有砟轨道存在失稳的可能性。

摘要：研究目的:以某跨海铁路大桥长联、大跨度连续梁桥无砟轨道无缝线路系统为研究对象,对结构受力与变形规律开展研究,提出(60+37×80+60)m连续梁桥上无砟轨道无缝线路铺设方案、钢轨伸缩调节器设置方案,分析列车运行条件下桥上无缝线路的动力特性,提出养护维修建议。研究结论:(1)在(60+37×80+60)m连续梁桥上,采用常阻力扣件或小阻力扣件时必须设置伸缩调节器;(2)列车以350 m/h通过主桥区域时,轨道和桥梁结构的振动特性指标和车辆行驶特性指标均满足规范要求;(3)在钢轨伸缩调节器影响区域内,轮轨的垂向力、轮重减载率均明显增大;(4)结合地震、风浪等偶然荷载因素,建议选用超大量程的伸缩调节器和梁端伸缩装置,加强混凝土连续梁伸缩调节区域轨道状态的在线监测与科学维护;(5)该研究结论可为长联大跨度连续梁无缝线路设计与建造提供借鉴和参考。

摘要：研究目的:基于轨道框架道床阻力的试验研究成果,建立包含梁缝、梁端悬出长度等局部细节的有砟轨道桥上无缝线路轨-枕(框架)-梁-墩一体化计算模型,提出轨道框架组建原则,构造组建轨道框架的迭代算法,以某(68. 8+120+68. 8) m大跨连续梁桥为例,分析轨道框架阻力下的梁轨相互作用规律,以期为桥上无缝线路设计提供指导。研究结论:(1)本文提出的轨道框架组建算法具有自适应的能力,可依据梁轨相互作用剧烈程度确定轨道框架内轨枕根数,实现线路阻力的自动调节;(2)考虑轨道框架阻力会造成钢轨伸缩力和挠曲力大幅度降低,断缝值大幅度增加,甚至超过规范限值,故建议桥上无缝线路伸缩、挠曲及断轨工况计算中应考虑轨道框架的影响;(3)轨道框架阻力对钢轨制动力影响较小,降低值不超过5. 0%,可采用传统单根轨枕阻力进行计算;(4)本研究成果可为桥上无缝线路设计提供指导。

摘要：为分析有轨电车嵌入式轨道桥上无缝线路梁轨相互作用机理并获得最优参数组合,根据梁轨相互作用原理,建立了多跨简支梁桥上嵌入式轨道桥上无缝线路力学分析模型,采用正交试验方法研究钢轨类型、高分子材料纵向阻力、桥墩纵向刚度、桥台纵向刚度和桥梁跨数这5种因素对嵌入式轨道桥上无缝线路力学特性的影响.研究结果表明：采用小阻力高分子材料可明显减小钢轨附加作用力,但轨板相对位移和断缝值有较大增长;当高分子材料纵向阻力约为5.0×10^6 N/m时,轨板相对位移达到限值,高分子材料产生拉裂破坏;最佳简支梁桥上有轨电车嵌入式轨道无缝线路设计方案为钢轨类型60R2槽型轨、高分子材料纵向阻力2.0×10^7 N/m、桥墩纵向刚度3.0×10^7 N/m、桥台纵向刚度2.0×10^8 N/m,桥梁跨数根据实际工程而定.

摘要：地震作用下大跨桥上无缝线路纵向响应的研究具有重要意义。以一座大跨桥梁为例,研究了一致激励下桥上无缝线路纵向地震响应,并对小阻力扣件铺设、梁体温差及地震波频谱特性对钢轨最大纵向力的影响进行了分析。得出结论：轨道约束对大跨桥梁结构的低阶纵向自振频率有较大的影响;地震作用下梁缝处钢轨最大纵向力比根据现有规范计算的钢轨最大伸缩力大很多,铁路工程相关规范应增加钢轨地震力检算这一指标;大跨桥上铺设小阻力扣件后,地震时钢轨最大纵向力会降低约20%～30%;穿越震区的大跨桥上无缝线路设计应合理考虑梁体温差的影响,并使桥梁结构低阶纵向自振频率有效避开场地处地震波的主频率段,否则地震发生时桥上无缝线路工作状态将会受到较大考验。

摘要：研究目的:某客货共线铁路上多跨100 m简支钢桁桥上采用无砟轨道无缝线路,为研究100 m简支钢桁梁桥无缝线路伸缩力及其影响因素,建立线-桥-墩一体化空间有限元模型,研究桥梁跨数、简支钢桁梁桥墩纵向水平刚度、线路阻力布置方式和桥梁支座布置方式等设计参数对无缝线路伸缩力的影响规律。研究结论:(1)钢轨伸缩力随简支钢桁梁跨数的增加而增大,对于多跨100 m简支钢桁梁桥,可只取8跨进行计算;(2)随着简支钢桁梁桥墩纵向水平刚度的增大,钢轨伸缩力和简支钢桁梁墩台力均随之增大,从减小钢轨伸缩力和墩台受力的角度考虑,简支钢桁梁桥墩纵向水平刚度不宜过大;(3)在简支钢桁梁范围内布置小阻力扣件可减小52.95%的钢轨伸缩力;(4)为减小钢轨伸缩力和简支钢桁梁墩台力,相邻混凝土简支箱梁与简支钢桁梁宜采用相同方向的支座布置方式;(5)相关研究成果可为大跨简支钢桁梁上无缝线路设计提供借鉴和参考。