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原文传递特殊结构桥梁桥上无缝线路的纵向力研究

论文题名：	特殊结构桥梁桥上无缝线路的纵向力研究
关键词：	斜拉桥;无缝线路;纵向力;梁轨相互作用
摘要：	近些年，由于我国铁路发展的需要，一些特殊结构桥梁开始出现在铁路桥梁建设中，得益于这些桥梁具有大跨越能力、具有美感和经济性等优点。斜拉桥、拱桥等各种特殊桥型以其独特的跨越能力开始受到铁路建设者们的重视。拱桥因为其跨越力大，而且具有刚性更大的优点，所以尤其适于铁路大跨工程；斜拉桥相比于其他桥梁，其变化更多，适应跨范围也很宽，得益于斜拉桥结构上的优点能满足很多铁路桥梁建设中经济性和结构强度要求，其主跨选择范围更广。因此，对于特殊结构桥梁，必须在考虑其结构特点基础之上，研究桥上无缝线路的纵向受力及变形规律。　　本文在现有研究基础之上，依据铁路特殊结构桥梁与轨道结构特征，采用有限元软件ANSYS建立了考虑轨道、桥梁、墩台、斜拉索、拱肋、吊杆等主要构件，基于梁轨相互作用的铁路斜拉桥与拱桥有限元空间耦合模型，研究了大跨度双塔斜拉和钢桁三联连续拱桥上无缝线路纵向力分布规律及其结构影响。主要研究工作如下：　　(1)以某大跨度斜拉桥主桥（160+320+160）m为研究对象，充分考虑到斜拉桥结构特点，建立了以线-桥-墩为一体化为基础，考虑斜拉索、主塔墩等结构的有限元模型；以陇海铁路咸阳渭河大桥（120+120+120）m连续钢桁拱桥为研究对象，充分考虑到拱桥结构特点，建立了以线-桥-墩为一体化为基础，考虑拱肋、立柱墩台等结构的有限元模型。　　(2)根据梁轨基本原理，以有限元软件ANSYS建立了包含轨道、梁体、斜拉索及立柱墩等结构的斜拉桥空间耦合模型，在考虑到温度荷载、列车荷载及制动荷载等工况下，对于模型的分析，计算了桥上无缝线路纵向附加力，得出受力变形规律。此外，考虑到斜拉桥上独特的斜拉索结构对纵向力的影响，以斜拉索刚度及温差的不同工况探究了斜拉桥结构对于无缝线路纵向力变化的影响。根据轨道结构特点，对特殊结构桥梁上采用小阻力扣件与常阻力扣件进行了钢轨受力分析。　　(3)根据梁轨基本原理，以有限元软件ANSYS建立了包含轨道、梁体、拱肋、吊杆及立柱墩等结构的拱桥空间耦合模型，在考虑到温度荷载、列车荷载及制动荷载等工况下，对于模型的分析，计算了桥上无缝线路纵向附加力，得出受力变形规律。并且考虑到拱桥上独特的拱肋、吊杆等结构对纵向力的影响，以拱肋刚度及温差等不同工况探究了拱结构对于无缝线路纵向力变化的影响。根据轨道结构特点，对拱桥桥上铺设小阻力扣件与常阻力扣件进行了钢轨的受力变形特点。　　(4)基于建立的斜拉桥和拱桥上无缝线路纵向力计算模型，参考现有规范，以钢轨强度和稳定性及无缝线路稳定能力为检算指标，对特殊结构桥梁桥上无缝线路提供安全检算。研究特殊结构桥梁桥上无缝线路的结果，为今后此类桥梁设计提供借鉴和参考，完善我国桥上无缝线路的研究。
作者：	屈直
专业：	交通运输工程
导师：	王保成;王世盈
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2022