摘要：研究目的:斜拉桥跨度大、梁体长,相比于普通铁路桥梁,其梁轨相互作用关系更为复杂。针对长联大跨斜拉桥上铺设无缝线路的相关研究以及工程应用较少,特别是结构间相互作用、力学行为与伸缩调节器优化布置等研究相对匮乏,本文以新建安九铁路长江特大斜拉桥为背景,建立斜拉桥上无缝线路空间耦合模型,研究分析斜拉桥上无缝线路的结构设计方案。研究结论:(1)斜拉桥温度跨度较大,不设伸缩调节器、全桥铺设常阻力或小阻力扣件时,钢轨强度、轨道稳定性等指标不能满足规范要求;(2)为减小梁轨间相互作用,主梁两端应设置单向伸缩调节器;(3)伸缩调节器尖轨应设置于连续主梁上,铺设常阻力扣件,基本轨位于边跨简支梁、跨越梁缝,基本轨侧可铺设小阻力或常阻力扣件;(4)本研究成果可为铁路斜拉桥上无缝线路设计检算、结构优化及伸缩调节器布置提供借鉴。

摘要：为研究高速铁路斜拉桥与无缝线路的相互作用问题,采用非线性杆单元模拟梁轨接触,并与UIC算例对比以验证其正确性。以沪昆线上某(32+80+112)m槽形截面独塔斜拉桥为例,建立考虑桥塔、拉索、主梁、轨道以及相邻桥跨的高速铁路斜拉桥梁轨相互作用模型,系统地分析温度、活载、列车制动、风载、混凝土收缩徐变以及地震作用下斜拉桥上无缝线路纵向力及墩顶水平力的分布规律,并对设计参数的影响进行探讨。在荷载组合方面,采用考虑加载历史的荷载步法与传统的数值相加方法进行对比。得出的主要结论包括:对钢轨来说,斜拉桥两端及桥台处钢轨受力较大,采用固结体系可大幅度减小钢轨挠曲和制动力,收缩徐变和地震荷载对钢轨纵向力影响较大,地震动的行波效应会增大桥台处的钢轨应力;对桥梁下部结构而言,挠曲力、制动力和地震力主要由桥塔承受,温度和收缩徐变产生的水平力主要由斜拉桥两端交接墩承受;在检算钢轨纵向力时,可采用数值相加的方法,但在检算桥墩时采用考虑加载历史的荷载步法更为安全。

摘要：采用带刚臂的梁单元模拟桥梁,用非线性弹簧模拟线路纵向阻力,并采用相关文献试验结果进行验证。以该模型为基础,建立塔-索-轨-梁-墩-桩的斜拉桥整体空间有限元模型。以沪昆高速铁路某(32+80+112)m槽型截面单塔斜拉桥为例,对斜拉桥上无缝线路纵向力传递规律进行分析;计算纵向力对斜拉索和塔墩影响;探讨桥梁截面形式、线路纵向阻力模型、斜拉桥约束方式、主梁和拉索温度变化、风压以及钢轨伸缩调节器设置位置等设计参数对纵向力影响;提出相关取值建议。

摘要：为确定连续刚构系杆拱桥上无缝线路铺设方案,基于梁轨相互作用原理,建立无缝线路-无砟轨道-连续刚构系杆拱桥空间耦合模型,针对温度、列车荷载作用下连续刚构系杆拱桥-无缝线路体系适应性开展研究,探明了连续刚构系杆拱桥上无缝线路纵向力分布规律,提出适宜不同区域的连续刚构系杆拱桥上无缝线路铺设方案。研究表明:相较于相同梁跨布置的连续梁桥,连续刚构系杆拱桥温度跨度明显减小,温度作用下钢轨纵向力关于跨中对称分布,峰值出现在主桥梁端;跨中系杆拱区域钢轨纵向力分布发生突变,主梁产生较大的压弯上拱变形;拱肋和吊杆温差对桥梁主跨上的无缝线路纵向力分布有明显影响,随着拱肋降温幅度的增大,主梁跨中钢轨压力增大;随着吊杆降温幅度的增大,主梁跨中钢轨压力线性减小;连续刚构系杆拱桥钢轨伸缩力明显大于钢轨挠曲力,故在无缝线路检算中,主力应采用基本温度力与伸缩力组合;连续刚构系杆拱桥结构铺设方案优先采用全桥铺设常阻力扣件方案,当该方案无法满足钢轨强度要求时,可以通过铺设小阻力扣件和设置钢轨伸缩调节器等措施解决钢轨纵向力过大的问题;当该刚构拱桥位于寒冷、温暖和炎热地区时,分别推荐采用梁端设置调节器方案、边跨铺设小阻力扣件方案和全桥铺设常阻力扣件方案。研究成果可为连续刚构系杆拱桥上无缝线路的设计、重点区域检测监测及养护维修提供借鉴。

摘要：针对青藏铁路不冻泉地区桥上无缝线路梁轨纵向位移开展试验研究与理论分析。研究适合青藏高原恶劣气候环境的梁轨纵向位移自动采集存储系统,对青藏铁路不冻泉地区双片式T型混凝土简支梁桥的梁端纵向位移和梁轨纵向相对位移分别进行为期214 d和134 d的连续测试。对测试数据进行理论分析。研究结果表明:测试期间内,该地区梁体最大日温差为9.28℃;现行《铁路轨道设计规范》中关于有砟轨道混凝土梁体日温差的取值以及桥上无缝线路伸缩力与位移的计算方法适用于该地区的桥上无缝线路设计。

摘要：为分析某刚构桥两端CRTSⅠ型框架型板式无砟轨道无缝线路扣件复合垫板窜出、半圆形凸形挡台与底座连接处拉裂以及半圆形凸形挡台周围填充树脂与轨道板产生较大离缝等病害,基于桥上无砟轨道无缝线路受力特点,采用有限元的方法建立线-板-桥-墩一体化计算模型,分析树脂强度、桥上铺设小阻力扣件以及设置钢轨伸缩调节器对轨道结构受力和变形的影响。结果表明:刚构桥两端扣件复合垫板窜出主要是由于采用小阻力扣件时,桥梁两端位置处的钢轨与轨道板的相对位移过大所致;半圆形凸形挡台与底座连接处拉裂、树脂大离缝等病害主要是因为在扣件纵向阻力过大以及树脂层的强度未达到设计强度,钢轨与桥梁温度变化使凸形挡台周围树脂层受力过大所致;桥上采用小阻力扣件时应该研究其铺设范围以期达到既能降低钢轨伸缩附加力又不显著增加钢轨与轨道板的相对位移。

摘要：通过试验得到随竖向荷载变化的小阻力扣件纵向阻力模型,基于有限元法和梁-轨相互作用理论建立CRTSⅠ型双块式无砟轨道-桥梁相互作用分析模型,采用考虑竖向荷载对扣件影响的点荷载模式模拟列车竖向荷载和制动荷载,得到列车竖向荷载、制动荷载作用下的无缝线路纵向力;并分析荷载布置方式、扣件纵向阻力模型和荷载模式等设计参数对钢轨纵向力的影响。研究结果表明:扣件在竖向有载情况下,随着竖向荷载增加,纵向阻力基本呈线性增长;扣件纵向阻力可取扣件竖向力与摩阻系数乘积,小阻力扣件摩阻系数偏安全取0.19;列车荷载作用下,同一转向架下2轮对影响范围可按8个扣件考虑,扣件分担荷载可取竖向荷载与扣件荷载分担比乘积;荷载布置方式对钢轨纵向力有一定影响,2种不同扣件纵向阻力模型计算的钢轨纵向力差别不大,ZK活载作用下的钢轨纵向力将轴重作用下的钢轨纵向力完全包络,对于高速铁路客运专线简支梁桥,列车荷载发展系数范围为2.36~3.33。

摘要：为确定千米级悬索桥上无缝线路铺设方案,基于梁轨相互作用原理,建立可考虑桥塔、主缆及吊索影响的悬索桥上无缝线路空间耦合模型,对桥上无缝线路纵向受力变形规律与结构优化设计方案进行研究。研究表明:悬索桥温度跨度较大,全桥仅采用常阻力或小阻力扣件时钢轨伸缩力分别为1754.36、1243.36 kN,与基本温度力叠加后钢轨强度无法满足规范要求;为减小梁体伸缩变形对无缝线路受力的影响,主梁两端需设置钢轨伸缩调节器(简称调节器);建议调节器尖轨铺在主跨连续梁,基本轨位于引桥并跨越梁缝,量程取±600 mm及以上;考虑梁端调节器伸缩量较大,应采用伸缩抬枕装置保证轨下基础的刚度均匀性;梁端调节器区域轨道受力变形复杂,建议加强在线监测。

摘要：研究目的:齿轨铁路具有良好的爬坡能力,成为山地铁路的主要形式。为研究齿条无缝化对齿轨铁路简支梁桥上无缝线路的影响规律,基于梁轨相互作用原理和桥上齿轨铁路线路特点,建立考虑无缝齿条的钢轨(齿轨)-轨枕-桥梁-墩台一体化计算模型,研究伸缩、制动、挠曲及断轨工况下齿条无缝化对桥上无缝线路钢轨纵向力、变形及墩台力的影响规律。研究结论:(1)与传统桥上无缝线路相比,齿条无缝化主要影响钢轨制动力和断缝值;(2)随着线路坡度增大,伸缩、挠曲和断轨工况下钢轨纵向力、桥墩纵向力、钢轨断缝值均减小,制动工况下钢轨制动力、桥墩纵向力和梁轨相对位移均增大;(3)当线路坡度增大至480‰时,钢轨伸缩力、齿条伸缩力和墩台力均减小,钢轨和齿条的伸缩力减小了4.24%,桥墩墩台力减小了4.17%;钢轨挠曲力、齿轨挠曲力、桥梁墩台力均减小,钢轨挠曲力、齿轨挠曲力和桥梁墩台纵向力分别降低15.07%、12.77%和11.18%;钢轨制动力、齿条制动力、桥墩纵向力、钢轨桥梁相对位移、齿条桥梁相对位移均增大,分别增大了3.12倍、4.37倍、3.51倍、3.33倍和4.60倍,需要防止齿轨铁路纵向失稳;钢轨断缝值增大了3.44%,墩台纵向力减小了4.60%;(4)相关研究成果可为桥上齿轨铁路无缝化设计提供参考。

摘要：研究目的:温度作为大跨斜拉桥上无缝线路产生纵向力的主要因素,其作用特征具有明显的时变特性,桥上无缝线路结构的受力与变形处于动态变化中。本文针对施工锁定至开通运营阶段结构温变特征,考虑线路纵向阻力滞回本构关系,建立千米级主跨斜拉桥上无缝线路空间耦合模型,分析不同温度加载历程下无缝线路力学特性与变形规律。研究结论:(1)桥上无缝线路温度“加载-卸载-反向加载”过程中,线路纵向阻力会进入塑性状态,温度卸载后线路仍存在一定的纵向残余变形,钢轨内部存在残余附加力;(2)温度循环作用过程中,梁-轨残余变形在反向加载时可抵消部分梁-轨相对位移从而降低线路纵向阻力,温度卸载后钢轨和桥梁均会发生不可自动恢复的纵向残余变形;(3)与传统的单次全幅值加载相比,考虑温度循环历程、不设置调节器时,钢轨纵向力峰值可降低14.57%,梁-轨相对位移峰值增大46.28%;(4)设置调节器后,考虑温度循环加载历程,钢轨纵向力峰值降低11.4%,梁-轨相对位移峰值增大52.4%,但峰值相对较小;(5)本研究成果可为大跨斜拉桥上无缝线路设计与运维提供理论参考。