【正文】 件環(huán)境中快捷地解決一個在以前無法應(yīng)付的復雜工程分析問題。國內(nèi)不少人在這方面做了很多工作，但是由于當時PC機上的圖形支撐環(huán)境有限，所以開發(fā)的效果都不甚理想。該軟件運行于大多數(shù)計算機及操作系統(tǒng)(如Windows，UNIX，Linux和IRIx和HP—UX)。(2)強大的多場及多場耦合分析求解功能。(8)具有多層次多框架的產(chǎn)品系列。它為用戶提供了一個強大的實體建模及網(wǎng)格劃分工具，用戶可以方便地構(gòu)造有限元模型，軟件提供了100余種單元類型，用來模擬工程中的各種材料。從網(wǎng)格劃分的功能來講，則包括延伸劃分、映射劃分、自由劃分和自適應(yīng)劃分4種方式。載荷步僅僅指可求得解的載荷配置。完成計算后，可通過后處理模塊將計算結(jié)果以彩色等值線顯示、云圖顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流顯示、立體切片顯示、透明及半透明顯示等圖形方式顯示出來，也可以將結(jié)果以圖表、曲線形式顯示或輸出。用來求解穩(wěn)態(tài)外載荷引起的系統(tǒng)或局部的位移、應(yīng)變、應(yīng)力和力。ANSYS程序可求解靜態(tài)和瞬態(tài)非線性問題，包括材料非線性、幾何非線性和單元非線性三種。(6)電磁場分析。(8)聲場分析?？紤]兩個或多個物理場之間的相互作用。3)拓撲優(yōu)化。本功能主要用于鉆（如開礦和挖隧道等)，建筑物施工過程(如橋梁的建筑過程)，順序組裝(如分層的計算機芯片組裝)和另外一些用戶可以根據(jù)單元位置來方便池激活或不激活它們的一些應(yīng)用中。(5)用戶蠕變方程：允許用戶定義自己的蠕變方程。(11)用戶載荷：體載荷如溫度、熱生成和頻率(中子流)；面載荷如壓力、對流、熱流和電勢密度等可用子程序定義。它能夠進行結(jié)構(gòu)、熱力學、電磁學、流體動力學分析，還可以對這四種物理場進行耦合分析，但是不能進行顯式動力學分析。(9)ANSYS／Emag：進行電磁分析。發(fā)展到現(xiàn)在,我國常用的無砟軌道有板式軌道、長軌埋入式和彈性支承塊式無砟軌道三種基本型式。、 m、 m。 ANSYS模型（由于對稱性，采用1/2板寬） ANSYS網(wǎng)格劃分及耦合 板端受力時縱向及橫向受力圖根據(jù)以上ANSYS結(jié)果，項目荷載作用板中荷載作用板端軌道板最大撓度 mm mm軌道板縱向最大正彎矩 (KNM)有板式軌道力學計算結(jié)果可知，當荷載作用于板中時，軌道板出現(xiàn)最大縱向正彎矩。 軌道縱向 所示的斜線部分進行計算。 基于同上的理由，m）外力矩 方向狀態(tài) 位置軌道縱向（tf =++=(cm) ==(cm) = =(cm) =5． 彎矩 （1）設(shè)計時。m/)下側(cè)上側(cè)（4）運輸時運輸時。 計算結(jié)果表狀態(tài)位置參數(shù)計算值計算參數(shù)設(shè)計時疲勞檢算時下側(cè)上側(cè)下側(cè)上側(cè) (tfm/)下側(cè)上側(cè)以下所表示的是，在設(shè)計時下側(cè)的計算例M=（tf 彎矩位置M(tf 對于軌道板來說，因為可以忽略在恒載作用下的彎曲應(yīng)力，所以假定= ?。?） 由于松弛PC圓鋼拉應(yīng)力的損失因松弛PC圓鋼拉應(yīng)力的損失率：3%（4） 有效預應(yīng)力有效預應(yīng)力 有效預應(yīng)力： （5） 鋼筋約束力：在鋼筋約束力作用下的混凝土拉應(yīng)力為（6） 最終有效預應(yīng)力（7） 疲勞檢算時的合成應(yīng)力值下側(cè)： PC圓鋼采用SBPR95/110Φ13mm=(mm2)=19（根）鋼筋（HRB335）= =1220根（假定）=20=(cm2)鋼筋換算截面 =49519+(61)2=()假設(shè)計算截面的PC圓鋼早期拉應(yīng)力為 =72(kgf/mm2)（試算而確定的值）（1）因彈性變形而引起的PC圓鋼應(yīng)力的損失 Δ式中 ΔPC圓鋼拉應(yīng)力的損失值彈性模量比σcpg由于預應(yīng)力，PC圓鋼形心位置的混凝土應(yīng)力值因而預加應(yīng)力之際的PC圓鋼的應(yīng)力為 （2）因混凝土徐變、干燥收縮所引起的PC圓鋼應(yīng)力的損失式中 — 因混凝土徐變，干燥收縮所引起PC圓鋼拉應(yīng)力損失值； —徐變系數(shù)（=） —在所研究的PC圓鋼拉形心位置上的混凝土壓應(yīng)力值；—彈性模量比 —混凝土趕在收縮率（=15 105）—在所研究的PC圓鋼形心位置上預加應(yīng)力之際的預應(yīng)力；—預加應(yīng)力之際PC圓鋼的拉應(yīng)力值。 施工時（1）軌道縱向下側(cè)（），P0=(tf)(為進行作業(yè)，人員和器具的重量)=+=（tfm)=(tf 外 力 矩 M(dM)軌道板橫向最大負彎矩(KN 板式無砟軌道設(shè)計參數(shù)部件項目單位數(shù)值備注鋼軌彈性模量MPa泊松比—轉(zhuǎn)動慣量斷面積軌高扣件剛度60扣件間距軌道板彈性模量MPa36000泊松比—長度寬度厚度CA砂漿彈性模量MPa板下布滿泊松比—100厚度混凝土地板彈性模量MPa32500泊松比—寬度厚度土路基彈性模量MPa190泊松比—厚度3計算時，采用有限元分析軟件ANSYS進行模型求解。(3)不考慮凸型擋臺對軌道板的橫向作用,未考慮混凝土基礎(chǔ)等下部結(jié)構(gòu)沉降的影響,同時忽略相鄰軌道板之間作用的相互影響。由于無砟軌道具有軌道平順性高、剛度均勻性好、軌道幾何形位能持久保持、以及維修工作量可顯著減少等特點,在世界各國鐵路上得到了程度不同的發(fā)展,而在高速鐵路上應(yīng)用無砟軌道,尤以日本、德國最為廣泛。(7)ANSYS／ED：具有ANSYS／Multiphysics全部功能，但規(guī)模限制在極小的級別內(nèi)，用于教學目的。下面分別對這些產(chǎn)品或模塊作以介紹?？梢远x不超過6個失效準則。(3)用戶摩擦系數(shù)：適用于接觸單元“CONTAC48”和“CONTAC49”。如果模型中加入(或刪除)材料，模型中相應(yīng)的單元就“存在“(或“消亡”)。如：尺寸(如厚度)、形狀(如過渡圓角的大小)、支撐位置、制造費用、自然頻率、材料特性等。可進行四種類型的分楊：靜態(tài)分析、模態(tài)分橋、諧波響分析和瞬態(tài)響應(yīng)分析。并且可以利用后處理功能產(chǎn)生壓力、流率和溫度分布的圖形顯示。熱傳遞的三種類型均可進行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)、線性和非線性分析。(3)結(jié)構(gòu)非線性分析。此外，POST26還可以：進行曲線的代數(shù)運算，變量之間的加減乘除運算以產(chǎn)生新的曲線；進行絕對值、平方根、對數(shù)、指數(shù)、最大值及最小值運算；求曲線的微積分運算；從時間歷程中生成譜響應(yīng)等。根據(jù)所作分析的類型，載荷步選項可有可無。在ANSYS中，載荷分為六類，即，DOF約束；力；表面分布載荷；體積載荷；慣性載荷；耦合場載荷。無論采用何種方法建模都需要進行布爾操作來組合結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)．同時還可以來用拖拉、旋轉(zhuǎn)、拷貝、蒙皮、倒角等操作，構(gòu)建符合用戶需要的模型。ANSYS軟件主要包括三個部分：前處理模塊、求解模塊、后處理模塊。(6)具有多種求解器，可以適用于不同的問題和配置。(1)與CAD軟件的無縫集成。4. ANSYS軟件基本介紹 概述ANSYS(Analysis System)是20世紀70年代由美國ANSYS公司研制開發(fā)的工程分析軟件。為此，我們必須發(fā)展有自主版權(quán)、用于分析流體等非固體力學和交叉學科的軟件。并按要求將大量的計算結(jié)果整理成變形圖、等值分布云圖，便于極值搜索和所需數(shù)據(jù)的列表輸出。眾所周知，非線性的數(shù)值計算是很復雜的，它涉及到很多專門的數(shù)學問題和運算技巧，很難為一般工程技術(shù)人員所掌握。②流體流動，包括通過多孔材料的滲流。②對于無限區(qū)域問題，有限元法很難處理。而且當邊界條件改變時，內(nèi)部場變量模型不需要改變。在進行設(shè)計和分析決策時，通常需要確定結(jié)構(gòu)中位移最大和應(yīng)力最大的位置。剛度矩陣K、節(jié)點力矢量F和節(jié)點位移矢量D的平衡關(guān)系表示為矩陣形式為 {F}=[K]{D}步驟5：組裝單元方程得出總體方程并引進邊界條件可以便用疊加法將步驟4得到的單個單元方程組裝在一起得出整個結(jié)構(gòu)的總體方程。此外．還需要選擇表示位移大小的參數(shù)，它們通常是節(jié)點的位移，但也有可能包括節(jié)點的位移函數(shù)。一般來說，一維結(jié)構(gòu)的有限單元可以為線段；二維連續(xù)體的有限單元為三角形、四邊形；三維連續(xù)體的有限單元可以是四面體、長方體和六面體。每個單元都有一個位移函數(shù)與之相關(guān)。包括集中力和分布力等。在工程應(yīng)用上，有限元法在航空航天工程、機械工程、建筑工程、海洋工程、地質(zhì)工程、生物力學工程等諸多方面得到了廣泛的應(yīng)用。確認了有限單元法是處理連續(xù)介質(zhì)問題的一種普遍方法。這說明了能量原理在有限元方法中有著重要的作用。⑩橋梁撓曲變形、墩臺沉降、梁端轉(zhuǎn)角按所在線路的橋梁設(shè)計暫規(guī)取值。③列車豎向疲勞檢算荷載供疲勞檢算中的計算使用，為列車運行在線路上經(jīng)常出現(xiàn)的輪載值。3）結(jié)構(gòu)檢算內(nèi)容與荷載組合（1）主體結(jié)構(gòu)中的軌道板、道床板、底座①所用材料的性能應(yīng)按設(shè)計壽命50年，依據(jù)國標GB500102002中關(guān)于耐久性設(shè)計的相關(guān)規(guī)定進行。③彈性墊層應(yīng)進行剛度設(shè)計、強度檢算并依據(jù)設(shè)計使用年限內(nèi)的老化特性進行選材。 到 %，鋼筋須設(shè)在軌道板的中間位置附近。當沉降差在0～3 mm范圍時，需在道床板內(nèi)配附加鋼筋，且在混凝土底板和道床板之間要設(shè)置PE膜作為隔離層；當沉降差大于3 mm時，應(yīng)將混凝土底板和道床板斷開設(shè)置，且在混凝土底板和道床板之間設(shè)置PE膜作為隔離層。 3）隧道接口沉降縫處理：不同結(jié)構(gòu)縫處軌道設(shè)置斷縫；山區(qū)圍巖穩(wěn)定是可不設(shè)斷縫。橋臺臺尾過渡段路基工后沉降量不應(yīng)大于3cm。 無砟軌道的適用范圍設(shè)計速度200km/h以下，無砟主要考慮鋪設(shè)于長大隧道地段、長橋地段及橋隧相連地段，其余地段以有砟軌道為主。X=15mm）。由ω型彈條、軌距擋板、絕緣軌距塊、軌下膠墊、預埋鐵座、T型螺栓、平墊圈、蓋型螺母及調(diào)高墊片等組成。7）特別適合在高速客運專線和長大隧道內(nèi)修建，技術(shù)性先進、節(jié)省維修量，速度目標值可靠。主要用于隧道內(nèi)，特別是地鐵軌道。機械化施工性能雖優(yōu)，但當超高超過150mm時，會引起施工困難。其中在土路基上鋪設(shè)混凝土道床Rheda軌道約86km，瀝青混凝土道床無砟軌道約63km。所用混凝土量大大減少了。(4)緩和溫度應(yīng)力1）Rheda無砟軌道情況德國是歐洲最熱心研究開發(fā)無砟軌道的國家。(6) 應(yīng)采取防止混凝土因溫度收縮而出現(xiàn)裂紋的技術(shù)對策?？梢?，這種軌道是用瀝青混凝土基床強化路基，與其說是用軌道板不如說是用更寬的軌枕分散列車載荷壓力，從而形成十分穩(wěn)定的路面鋪裝軌道，可以顯著延長軌道養(yǎng)護維修周期。（2）寬枕瀝青混凝土道床無砟軌道（3）承軌臺式混凝土道床板鋪裝無砟軌道 國外概況日本自1965年開始研發(fā)新型少維修軌道，在研發(fā)中曾提出過種種結(jié)構(gòu)方案，經(jīng)過方案比選，考慮到預制混凝土板在制造上容易保證精度，又可在板下與下部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置可供調(diào)整的緩沖墊層，又能滿足控制成本、快速施工、可維修性和軌道強度、彈性保持與有砟軌道等同水平等要求，因此，把這種結(jié)構(gòu)形式取名為“板式軌道”。這種無砟軌道結(jié)構(gòu)的特點是堅固、耐久、可靠、幾何形位不易變動，維修工作量小，具有軌道少維修的功能。課題研究的主要內(nèi)容如下：課題研究內(nèi)容主要含有四個子課題和兩個試驗段，四個子課題為：（1）彈性整體道床結(jié)構(gòu)及施工和鋪設(shè)技術(shù)條件的研究。 總結(jié)以往剛性整體道床的運用過程存在以下問題：（1）軌道結(jié)構(gòu)強度設(shè)計偏弱，剛度偏大，彈性不足，結(jié)構(gòu)動應(yīng)力增大，易形成疲勞破壞； 如：發(fā)生支承塊松動，支承塊擋肩破壞，扣件斷裂等現(xiàn)象。為迎接國務(wù)院已批準的武廣、鄭西、石太、京津、合寧、合武、溫福、福廈、甬溫9條鐵路客運專線建設(shè)高潮的到來，實現(xiàn)鐵路跨越式發(fā)展，到2010年客運專線達到4000km，到2020年達到10000km的目標，必須樹立堅持部黨組提出的“以人為本、服務(wù)運輸、強本簡末、系統(tǒng)優(yōu)化、著眼發(fā)展”的建設(shè)新理念。90年代以來，在京九線九江長江大橋引橋（長7km）上鋪設(shè)了無砟無枕軌道。50年代又在沈吉線水簾洞隧道鋪設(shè)了預埋長木枕混凝土道床軌道。本世紀初以來，為適應(yīng)鐵路運輸行車速度的不斷增長，又相繼在秦沈客運專線雙何曲線特大橋（長740m）和狗河特大橋（長741m）上鋪設(shè)了板式軌道，沙河特大橋（長692m）上鋪設(shè)了枕式無砟軌道。我國早在五十年代就曾開始鋪設(shè)隧道內(nèi)整體道床，其主要結(jié)構(gòu)形式是隧道內(nèi)的砼支承塊式整體道床，至今，統(tǒng)計累計鋪設(shè)了約300余公里。（2）道床澆注前或隧道鋪底前，基底浮砟及異物清理不徹底，運營后使道床砼板下不實，產(chǎn)生破壞。（4）彈性整體道床施工工藝及機具設(shè)備的研究。應(yīng)當指出，在土路基上鋪筑無砟軌道，由于土路基的承載能力較低，又對動載荷和水浸蝕反應(yīng)敏感，因此，必須特別重視對地基的加強處理和排水設(shè)施的良好設(shè)置。在土路基上試鋪有RA型板式軌道和板式道岔，還試鋪有Cc型板式軌道、B型、E型和C型鋪裝軌道，以及框架軌道和梯型軌道等。這種軌道的特點是：(1) 可以使用在高架橋上和