桥上单元板式无砟轨道无缝线路适应性

西 第 南 交 通 大 学 学 报 ４９ 卷 了 提 高 铁 路 轨 道 在 高 速 行 车 条 件 下 的 稳 定 为 算 模 型 与 基 本 参 数 性 与 平 顺 性 ， 减 少 轨 道 维 修 量 ， 无 砟 轨 道 已 成 为 世 １ 计 ［ ］， 界 各 国 高 速 铁 路 发 展 的 主 要 方 向 型 建 立 而 板 式 无 砟 １． １ 模 上 单 元 式 无 砟 轨 道 板 板 端 凸 台 周 围 设 置 的 轨 道 是 一 种 应 用 最 多 、 最 为 成 熟 的 无 砟 轨 道 结 构 型 桥 ［ ］ 已 经 在 京 沪 、 武 广 、 哈 大 等 长 大 线 路 上 广 泛 树 脂 层 具 有 一 定 的 弹 性 ， 底 座 板 通 过 钢 筋 与 桥 面 相 式， 应 用 连 ， 两 者 间 一 般 不 会 产 生 滑 动 ， 可 将 底 座 视 为 梁 体 ． 文 献 ［ 我 国 既 有 长 大 混 凝 土 桥 梁 无 砟 轨 的 一 部 分 果 考 虑 轨 道 板 定 位 部 件 与 梁 体 间 的 弹 ４ ］对 ．如 道 无 缝 线 路 运 营 情 况 进 行 调 研 ， 发 现 凸 形 挡 台 周 围 性 联 结 作 用 ， 桥 梁 伸 缩 时 将 会 带 动 凸 台 移 动 ， 并 带 充 填 层 弹 性 模 量 较 小 时 有 利 于 轨 道 和 桥 梁 结 构 的 动 轨 道 板 纵 向 移 动 ， 同 时 轨 道 板 在 温 度 作 用 下 克 服 安 全 使 用 ， 并 提 出 从 轨 道 结 构 的 安 全 性 、 耐 久 性 和 摩 擦 阻 力 后 还 会 产 生 伸 缩 变 形 ， 并 通 过 扣 件 带 动 钢 行 车 舒 适 性 等 方 面 系 统 评 判 大 跨 度 混 凝 土 桥 梁 合 轨 产 生 位 移 ， 从 而 在 钢 轨 中 产 生 伸 缩 附 加 力 反 ．相 理 温 度 跨 长 ．文 ５ ］采 献 ［ 用 线 板 墩 一 体 化 模 型 分 析 钢 轨 中 产 生 的 伸 缩 附 加 力 又 会 通 过 扣 件 、 凸 台 、 板 了 板 式 无 砟 轨 道 ， 研 究 结 果 认 为 桥 梁 温 与 梁 面 间 的 摩 擦 力 传 递 给 桥 梁 及 其 固 定 支 座 下 的 ＣＲＴＳⅡ型 ４８２ ｍ． 文 ６７ ］对 献 ［ 桥 上 墩 度 跨 度 的 合 理 限 值 为 台 ， 使 墩 台 产 生 水 平 位 移 ， 又 使 桥 梁 发 生 一 定 的 平 移 动 ， 最 终 线 、 板 、 桥 、 墩 系 统 达 到 纵 向 受 力 与 ＣＲＴＳⅠ 型 板 式 无 砟 轨 道 无 缝 线 路 的 静 、 动 力 学 特 水 形 的 平 衡 性 进 行 了 分 析 ， 研 究 表 明 随 着 充 填 层 弹 性 模 量 的 增 变 ． 大 ， 轨 道 板 与 桥 梁 结 构 的 受 力 与 变 形 都 逐 渐 增 大 ， 依 据 上 述 受 力 特 点 并 结 合 现 有 的 有 限 元 模 ［ ］ 建 议 采 用 较 小 的 弹 性 模 量 ； 无 砟 轨 道 和 桥 梁 的 动 力 型可 １所 板 桥 墩 建 立 如 图 示 的 线 一 体 化 计 算 ．但 ．模 学 指 标 也 均 满 足 要 求 型 是 关 于 桥 上 单 元 板 式 无 砟 模 型 中 钢 轨 采 用 弹 性 点 支 承 梁 模 拟 ， 轨 道 板 ． 轨 道 无 缝 线 路 的 适 应 性 研 究 较 少 的 厚 度 远 小 于 其 长 度 和 宽 度 ， 符 合 弹 性 薄 板 的 结 构 特 点 ， 采 用 板 壳 单 元 进 行 模 拟 ； 扣 件 采 用 非 线 性 弹 本 文 针 对 桥 上 单 元 板 式 无 砟 轨 道 ， 建 立 了 线 模 拟 ； 轨 道 板 与 梁 体 之 间 的 弹 性 垫 层 摩 阻 力 及 桥 板 一 体 化 计 算 模 型 ， 研 究 了 桥 梁 伸 缩 、 墩 顶 簧 桥 墩 刚 度 采 用 线 性 弹 簧 模 拟 ， 桥 梁 采 用 梁 单 元 模 拟 ； 位 移 、 列 车 制 动 等 对 桥 上 单 元 板 式 无 砟 轨 道 无 缝 线 墩 线 板 桥 墩 路 适 应 性 的 影 响 ， 为 桥 上 铺 设 单 元 板 式 无 砟 轨 道 无 该 一 体 化 计 算 模 型 中 考 虑 了 轨 道 各 部 缝 线 路 提 供 理 论 依 据 件 受 力 和 变 形 ． ．
：为 研 究 适 应 连 续 梁 桥 上 单 元 板 式 无 砟 轨 道 的 最 大 温 度 跨 度 ， 采 用 有 限 元 方 法 建 立 了 线 一 体 化 要 板 桥 墩 摘 计 算 模 型 ， 分 析 了 在 不 同 轨 温 变 化 幅 度 下 ， 桥 梁 伸 缩 、 墩 顶 水 平 位 移 及 列 车 制 动 荷 载 对 桥 上 单 元 板 式 无 砟 轨 道 无 缝 线 路 温 度 跨 度 限 值 的 影 响 究 结 果 表 明 ： 温 度 跨 度 限 值 随 轨 温 变 化 幅 度 的 增 加 而 降 低 ； 为 保 证 钢 轨 强 度 、 横 ．研 向 压 弯 变 形 及 钢 轨 与 轨 道 板 相 对 位 移 等 满 足 要 求 ， 当 考 虑 桥 梁 伸 缩 时 ， 以 轨 温 变 化 例 ， 其 适 应 的 温 度 跨 ４０ ℃ 为 度 限 值 为 随 着 墩 顶 水 平 位 移 的 增 加 ， 桥 梁 温 度 跨 度 限 值 显 著 降 低 ， 当 墩 顶 位 移 为 ， 温 度 跨 度 为 ２７１ ｍ； ３０ ｍｍ 时 ２３７ ｍ， ３０ ｍｍ 时 当 高 墩 桥 梁 墩 顶 位 移 超 过 ， 应 结 合 实 际 墩 顶 位 移 计 算 温 度 跨 度 限 值 ； 制 动 荷 载 下 线 路 坡 度 对 温 ２０ ‰时 ２５８ ｍ． ， 桥 梁 温 度 跨 度 限 值 为 度 跨 度 限 值 影 响 较 小 ， 当 线 路 坡 度 为 ：单 元 板 式 无 砟 轨 道 ； 无 缝 线 路 ； 限 值 ； 适 应 性 关 键 词 ：Ｕ２１３． ９１ 文 ：Ａ 中 图 分 类 号 献 标 志 码
ｂｒｉｄｇｅ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｌｉｍｉｔ ｖａｌｕｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｗｉｔｈ ａｎ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｔｈｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｏｆ ｒａｉｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ． Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｒａｉｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ４０ ℃ ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ ｔｈｅ ｌｉｍｉｔ ｖａｌｕｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ
ＸＩＥ Ｋａｉｚｅ ＷＡＮＧ Ｐｉｎｇ ＸＵ Ｊｉｎｇｍａｎｇ ＸＵ Ｈａｏ
，
，
，
：Ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｌｉｍｉｔ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｗｏ ｆｉｘｅｄ ｂｅａｒｉｎｇｓ ｏｆ ａ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｂｅａｍ ｂｒｉｄｇｅ ｏｎ ｗｈｉｃｈ ｕｎｉｔ ｓｌａｂ ｎｏｎｂａｌｌａｓｔ ｔｒａｃｋ ｗａｓ ｌａｙｅｄ， ａ ｒａｉｌｓｌａｂｂｒｉｄｇｅｐｉｅｒ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ． Ｉｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒａｉｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ，ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｈａｎｇｅ，ｔｈｅ ｌａｔｅｒａｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ａｔ ｔｈｅ ｔｏｐ ｏｆ ｐｉｅｒ，
收 稿 日 期 ：２０１３０２２８ 基 金 项 目 Ｕ１２３４２０１ ） ：国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 （ ：谢 铠 泽 （ ， 男 ， 博 士 研 究 生 ， 研 究 方 向 为 高 速 道 岔 、 高 速 重 载 轨 道 结 构 及 轨 道 动 力 学 ， １９８８ － ） 作 者 简 介 Ｅｍａｉｌ：ｋｚｘｉｅ１９８８＠ １６３． ｃｏｍ ：王 平 （ ， 男 ， 教 授 ， 博 士 ， 研 究 方 向 为 高 速 重 载 轨 道 结 构 及 轨 道 动 力 学 ，Ｅｍａｉｌ：ｗｐｉｎｇ＠ ｈｏｍｅ． ｓｗｊｔｕ． ｅｄｕ． ｃｎ １９６９ － ） 通 讯 作 者 ：谢 铠 泽 ， 王 平 ， 徐 井 芒 ， 等 上 单 元 板 式 无 砟 轨 道 无 缝 线 路 的 适 应 性 ［ 南 交 通 大 学 学 报 ， ：６４９６５５． ． 桥 Ｊ］ ． 西 ２０１４ ， ４９ （ ４） 引 文 格 式
Ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗｅｌｄｅｄ Ｒａｉｌ ｏｆ Ｕｎｉｔ Ｓｌａｂ Ｎｏｎｂａｌｌａｓｔ Ｔｒａｃｋ ｏｎ Ｂｒｉｄｇｅｓ
（ ＭＯＥ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ ＨｉｇｈＳｐｅｅｄ Ｒａｉｌｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００３１ ，Ｃｈｉｎａ）
ａｎｄ ｔｒａｉｎ ｂｒａｋｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｌｉｍｉｔ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｗｏ ｆｉｘｅｄ ｂｅａｒｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｂｅａｍ
， ｉｓ ２７１ ｍ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｒａｉｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｂｅｎｄｉｎｇ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｂｅｔｗｅｅｎ ｒａｉｌ ａｎｄ ｓｌａｂ． Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｔｅｒａｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ａｔ ｔｈｅ ｔｏｐ ｏｆ ｐｉｅｒ， ｔｈｅ ｌｉｍｉｔ ｖａｌｕｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ． Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｉｓ ３０ ｍｍ， ｔｈｅ ｌｉｍｉｔ ｖａｌｕｅ ｉｓ ２３７ ｍ． Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｉｓ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ３０ ｍｍ， ｔｈｅ ｌｉｍｉｔ ｖａｌｕｅ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｉｎ ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ａｔ ｔｈｅ ｔｏｐ ｏｆ ｐｉｅｒ． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｔｒａｃｋ ｇｒａｄｉｅｎｔ ｈａｓ ｌｉｔｔｌｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｌｉｍｉｔ ｖａｌｕｅ ｕｎｄｅｒ ｂｒａｋｉｎｇ ｌｏａｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ：Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｔｒａｃｋ ｇｒａｄｉｅｎｔ ｉｓ ２０ ‰，ｔｈｅ ｌｉｍｉｔ ｖａｌｕｅ ｉｓ ２５８ ｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｕｎｉｔ ｓｌａｂ ｎｏｎｂａｌｌａｓｔ ｔｒａｃｋ；ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｗｅｌｄｅｄ ｒａｉｌ；ｌｉｍｉｔ ｖａｌｕｅ；ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ