文档介绍：中南大学
硕士学位论文
桥上纵连板式轨道无缝道岔纵向力计算研究
姓名:尤瑞林
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:唐进锋
20091101
摘要桥上纵连板式轨道无缝道岔是高速铁路和客运专线快速发展过程中出现的一种新型工程结构,综合了桥上纵连板式轨道无缝线路和无缝道岔的技术特点和难点,涉及到比较复杂的桥梁和道岔的相互作用关系。桥上纵连板式轨道无缝道岔的研究,可以搞清楚桥上无缝道岔的受力和变形规律,用于指导桥上纵连板式轨道无缝道岔的设计、铺设和养护维修,目前国内关于这方面的研究刚刚起步。针对高速铁路桥上采用的纵连板式轨道的特点,本文基于有限单元法建立了桥上纵连板式轨道无缝道岔纵向计算模型,对桥上无缝道岔的纵向力进行了计算分析,主要包括简支梁、连续梁及刚构桥上纵连板式轨道无缝道岔的温度力和位移变化规律;道床板斓腊搴偷座板菹蛏焖醺斩取⒒隳Σ料凳⑶帕汉偷来舶逦露缺浠取桥墩刚度、轨温变化幅度等因素对无缝道岔基本轨温度力、伸缩位移以及对桥梁墩台力的影响;不同工况下桥上纵连板式轨道无缝道岔的挠曲力和制动力的计算分析。计算结果表明:桥上铺设纵连板式轨道可以显著减小道岔和桥梁之间的相互作用;桥上纵连板式轨道无缝道岔的伸缩力和位移的变化不仅与梁体伸缩有关,还与道床板的伸缩有关,且桥梁和道床板的温度变化对桥上道岔的影响较为显著,随着梁板温度变化幅度的升高,基本轨的附加温度力和伸缩位移增大;在岔后道床板分岔处,道床板自身存在温度力突变,道床板的附加温度力迅速增加,应引起足够重视;桥上纵连板式轨道无缝道岔挠曲力和制动力受桥跨布置影响明显;相对于温度力作用而言,道岔的挠曲和制动产生的附加力和附加位移较小。本文的研究成果对桥上纵连板式轨道无缝道岔的设计、施工和养护具有指导意义。关键词:纵连板式轨道,桥上无缝道岔,有限单元法,纵向力
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第一章绪论弟一早引言珀下匕主要干线开始全面提速,进一步推动了跨区间无缝线路和无缝道俞的发剧。道岔是机车从一股轨道转入或越过另一股轨道时必不可少的线路设备,是铁路轨道的重要组成部分。由于道岔具有数量多、构造复杂、使用寿命短、限制列车速度、行车安全低、养护维修投入大等特点,是线路上的薄弱环节,直接关系到铁路运输的效率和行车安全,其功能是承受、传递由铁道车辆运行引起的各种荷载和引导车辆由一股轨线顺利进入另一股轨线【。跨区间无缝线路既是轨道结构技术进步的重要标志,也是高速和重载轨道结构的优先选择,更是适应铁路客运高速化、货运重载化要求而诞生的必然产物。它以无可争议的优越性为各国所承认,各国铁路竞相发展跨区间无缝线路。跨区间无缝线路的大量铺设极大地推动了无缝道岔的发展。目前,无缝道岔已为世界上许多国家所采用。德国铁路将区间无缝线路长轨条与站内无缝道岔直接焊接,构成跨区间无缝线路后,其中无缝道岔有十余万组。为了适应高速重载铁路运输的发展,我国铁路自年开始先后在京山、京广、大秦线上铺设了旖长的跨区间无缝线路,同时开始了无缝道岔的铺设。年,我国铁路各作为发展跨区间无缝线路关键技术之一的无缝道岔,因其与两端的无缝线路实施焊接或胶接,当温度变化时,道岔前后两端温度力处于不平衡状态,钢轨会产生附加温度力,并导致有关部件产生附加纵向位移,而过量的钢轨附加力及变形容易破坏无缝道岔的几何平顺性,并导致其结构部件的破损,从而降低旅客乘车的舒适性,甚至直接威胁列车运行的安全。因此,进行铁路无缝道翁结构体系分析方法的研究在铁路轨道工程中具有重要的理论意义和实用价值。无缝道岔在温度效应作用下的受力与变形的机制较为复杂,是进行无缝道岔设计、铺设与维护管理的理论基础和主要难点,也是发展高速重载铁路和实现铁路不断提速的技术难点之一。因此,进行铁路无缝道岔温度附加力与位移分析的研究在铁路轨道工程和我国客运专线及高速铁路建设中具有重要的理论意义和工程实用价值。随着高速铁路、客运专线、快速客货混跑铁路和城市轨道交通的建设和发展,由于环保要求和地形的限制,出现了无缝道岔全部或部分设置在大桥、特大桥和高架桥上。过去在城市轨道的高架线路上,若出现这种情况,一般在无缝道岔的前后设置伸缩调节器或采用有缝普通道岔,但对于客运专线或高速铁路,桥上铺设普通有缝道岔难以满足高速行车的要求。在桥上铺设无缝道岔,综合了桥上无
无砟轨道结构发展现状缝线路、无缝道岔以及无砟轨道的技术特点和难点,涉及到比较复杂的桥梁与道岔的相互关系。虽然国内外都对桥上无缝线路、无缝道岔及无砟轨道做了较多的研究,但都是对三者相互独立的研究。而对桥上无缝道岔的系统研究很少,所以还没有可用的计算理论与相应的设计方法,尤其是对于我国当下铺设较多的纵连板式轨道桥上无缝道岔的研