拱桥上纵连底座双块式无砟轨道结构设计与纵向力研究

论文摘要

桥上无砟轨道结构受力较为复杂,国内外在长大拱桥上还没有铺设无砟轨道的工程实例,因此对大跨度拱桥上无砟轨道进行结构选型、设计研究以及纵向力计算分析具有十分重要的工程意义。本文针对长昆线北盘江特大拱桥（桥梁两端都是隧道）,研究探索连续底座无砟轨道应用的可行性。通过对CRTS Ⅰ型双块式轨道和CRTS Ⅱ型板式轨道结构特点的分析,提出了具有“梁轨纵向作用力分离,现浇道床板施工工艺”特点的纵连底座双块式无砟轨道结构型式,即“连续道床板与连续底座牢固联结”方案、“连续道床板与连续底座隔离”方案、“单元道床板与连续底座牢固联结”方案与“单元道床板与连续底座隔离”,建立了桥上无砟轨道线-板-梁-桥墩一体化纵向力计算模型,线路横向考虑双线,利用有限单元软件计算分析了各种轨道结构方案在温度力、挠曲力、制动力、断轨力、断板力工况下的纵向受力情况。通过五种受力工况的计算分析,得出“单元道床板与连续底座隔离”方案在轨道以及桥梁结构受力方面最优。同时还计算分析了拱桥上桥墩伸缩作用造成的轨道结构在垂向的位移情况。对“单元道床板与连续底座隔离”方案进行了过渡段轨道优化设计,即在隧道进出口距连续浇筑道床板端部15m,将道床板与钢筋混凝土底座间采用预植钢筋连接,通过改进后,隧桥过渡段处钢轨纵向受力突变被消除,除隧道内钢轨纵向受力有小幅度的增加外,其余结构纵向受力都减小,使整个结构受力更为合理。同时还分析滑动层摩擦系数、道床结构伸缩刚度对桥梁和无砟轨道轨道结构的影响。

论文目录

• 第1章 概述
• 1.1 国内外高速铁路发展概述
• 1.2 国内外无砟轨道应用与发展概况
• 1.2.1 无砟轨道的特点
• 1.2.2 国外无砟轨道概况
• 1.2.3 国内无砟轨道概况
• 1.3 论文研究的意义以及主要内容
• 第2章 桥上无砟轨道结构
• 2.1 桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道结构
• 2.2 桥上CRTSⅡ纵连板式无砟轨道结构
• 2.3 北盘江大桥桥上无砟轨道选型
• 2.3.1 方案一连续道床板且与底座形成一体
• 2.3.2 方案二连续道床板且与底座隔离
• 2.3.3 方案三分段道床板且与底座形成一体
• 2.3.4 方案四分段道床板且与底座隔离
• 第3章 拱桥上纵连底座双块式无砟轨道计算模型与计算方法
• 3.1 桥上无砟轨道纵向力计算模型
• 3.2 桥上无砟轨道纵向力计算方法
• 3.2.1 纵向力计算基本原理
• 3.2.2 有限元原理及ANSYS有限元软件
• 3.3 桥上无砟轨道纵向力计算内容
• 3.3.1 温度力计算
• 3.3.2 挠曲力计算
• 3.3.3 制动力计算
• 3.3.4 断轨力与断板力计算
• 3.4 桥上无砟轨道纵向力计算参数
• 第4章 拱桥上纵连底座双块式无砟轨道受力分析
• 4.1 温度力
• 4.1.1 升温时钢轨垂向位移分析
• 4.1.2 升温时梁轨纵向力
• 4.1.1 降温时钢轨垂向位移分析
• 4.1.2 降温时梁轨纵向力
• 4.2 挠曲力
• 4.3 制动力
• 4.4 断轨力
• 4.4 断板力
• 4.5 四种方案结构对比分析
• 第5章 桥上纵连底座双块式无砟轨道结构细部分析与优化研究
• 5.1 过渡段处优化设计
• 5.2 滑动层摩擦系数影响分析
• 5.2.1 升温时结构受力分析
• 5.2.1 降温时结构受力分析
• 5.3 底座伸缩刚度影响分析
• 结论与展望
• 本文的主要研究工作与结论
• 未来工作与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的学术论文