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温差作用下磁浮轨道梁变形分析及比较

2011-05-04滕念管

铁道建筑 2011年6期

顾 芸,滕念管

(上海交通大学 土木工程系,上海 200240)

磁浮轨道交通系统是一种高速无接触的系统,规范和实际工程对于轨道梁不平顺幅度、挠度及振动变形有非常严格的要求和限制。现有规定提出的满足运营安全和舒适度要求的温度设计参数为上下温差引起的挠度,应≤梁长的1/6 500。然而在实际工程中,这个标准很难达到。是这个规定过于严格,还是现有的轨道梁没有满足安全储备引起了人们的关注。

1 磁浮轨道梁温度荷载稳态分析

目前对轨道梁进行温度分析时大多数采用瞬态分析方法,主要是考虑自然环境中复杂的热交换过程,例如太阳辐射、结构物所在方位等不确定因素。然而正是因为热荷载的不确定性,使得瞬态分析的结论很难考虑到最不利的情况,得出的结论很难具有普遍性。

针对这个问题,对磁浮轨道梁的温度分析提出稳态分析方法。根据现有规定,对磁浮施加温差荷载60℃,研究在不随时间变化的温差极限荷载作用下磁浮轨道梁的温度变形,判断其是否满足现有规定,并对规定提出建议。

1.1 理论依据

根据Fourier热传导理论,无内热源和瞬态温度场的二维度导热微分方程为

其中,k为导热系数;ρ为箱梁混凝土密度;c为混凝土比热容。

1.2 热荷载和边界条件类型

参照现有对磁浮轨道梁温度变形的规定,对异形截面混凝土箱梁结构施加两种温度荷载:温差荷载和对流换热荷载,并以初始条件的形式施加在建立的三维实体模型上。……

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