考虑加载历程和梁轨相互作用的桥上轨道受力分析
2016-05-07吴定俊
铁道学报 2016年2期
石 龙,吴定俊,李 奇
(1.中国铁道科学研究院 铁道建筑研究所,北京 100081;2.同济大学 桥梁工程系,上海 200092)
在轨道交通桥梁设计中,温度、列车、钢轨折断等荷载作用下的梁轨相互作用问题关系到桥墩纵向刚度的设计取值、钢轨伸缩调节器设置与否,对此国内外相关学者已经进行过大量研究[1-6]。在以往的梁轨相互作用研究中,一般是考虑各种荷载单独作用下的梁轨相互作用情况,多个荷载组合作用时则通常将单个荷载作用的结果线性叠加。事实上,多个荷载的组合作用存在一个加载历程,由于梁轨作用是非线性问题,所以单独计算每个荷载作用下的梁轨响应再将计算结果线性叠加,会引起计算误差[7]。为定量分析这种误差,本文在已有研究成果基础上,建立梁轨相互作用有限元模型,考虑加载历程,计算梁轨系统在温度荷载、列车竖向力和列车制动力 3种荷载下的钢轨纵向附加力,并与按传统线性叠加方法所得结果进行比较分析,最后对梁轨相互作用计算问题提出建议。
1 考虑加载历程的梁轨计算模型
考虑加载历程的梁轨相互作用计算的关键是选择合理的线路纵向位移阻力本构模型。本章介绍纵向位移阻力本构模型和采用ABAQUS软件建立的梁轨相互作用有限元模型,并列表给出计算采用的各项参数。
1.1 扣件纵向位移阻力本构模型
本文以城市轨道交通桥梁为背景,采用支撑块承轨台及WJ-2型小阻力扣件。对于该扣件,已有研究文献采用的纵向位移阻力本构模型有:文献[4]采用考虑不同胶垫形式和不同螺母扭矩的纵向位移阻力模型,但没有区分有无竖向荷载的情况;……
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