【正文】 ? ? ? ? (3)、 求第 三 跨梁、軌位移相等點(diǎn) 3K 距離固定端的長度 設(shè) 3K 點(diǎn)距離固定端為 3Kl 3K 點(diǎn)的鋼軌位移為： 33332 KK c KPP lEF?? ?? ? ? 3 3 3KKP P r l? ? ? 3K 點(diǎn)的梁位移為： 33KKtl?? ? ?? ? 根據(jù) 3K 點(diǎn)的平衡條件 33KK??? 得： 3Ktl???? 33 32 KcKPP lEF? ?? ? ? 將已知參數(shù)代入得： 2 337 0 8 5 0 1 1 4 .5 1 1 1 8 6 4 5 4 7 4 0KKll? ? ? 解方程求得： 3 cm? 3 3 3KKP P r l? ? ? = 70 N? ? ? ? 中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 19 計(jì)算 2K 點(diǎn)的鋼軌位移為： 33332 KK c KPP lEF?? ?? ? ? 63 1 1 . 8 1 0 2 0 1 5 0 1 . 5 20 . 3 5 4 3 6 Ktl cm??? ?? ? ? ? ? ?? 計(jì)算 D 截面 4P 及 D? ： 4 3 3( ) 638 91. 45 70 ( 320 0 150 2) 550 02. 1KKP P r L l N? ? ? ? ? ? ? ? ? 22223 3 4 71 6 3 8 9 1 . 4 5 ( 5 5 0 0 2 . 1 )( ) 0 . 3 5 4 3 6 0 . 3 5 92 2 2 . 1 1 0 7 7 . 5 7 0D K KP P c mEFr?? ??? ? ? ? ? ?? ? ? ? (4)、 求第 四 跨梁、軌位移相等點(diǎn) 4K 距離固定端的長 度 設(shè) 4K 點(diǎn)距離固定端為 4Kl 4K 點(diǎn)的鋼軌位移為： 44442 KK D KPP lEF?? ?? ? ? 4 4 4KKP P r l? ? ? 4K 點(diǎn)的梁位移為： 44KKtl?? ? ?? ? 根據(jù) 4K 點(diǎn)的平衡條件 44KK??? 得： 4Ktl???? 44 42 KDKPP lEF? ?? ? ? 將已知參數(shù)代入得： 2 447 0 8 7 7 6 8 8 .5 1 1 6 7 7 9 3 0 1 9 0KKll? ? ? 解方程求得： 4 4Kl cm? 4 4 4KKP P r l? ? ? = 70 N? ? ? ? 計(jì)算 4K 點(diǎn)的鋼軌位移為： 44442 KK D KPP lEF?? ?? ? ? 64 1 1 . 8 1 0 2 0 1 5 1 3 . 1 40 . 3 5 7 1 Ktlcm??? ?? ? ? ? ? ?? 計(jì)算 E 截面 5P 及 E? ： 5 4 4( ) 5 0 9 1 7 .6 3 7 0 ( 3 2 0 0 1 5 1 3 .1 4 ) 6 7 1 6 7 2 .7KKP P r L l N? ? ? ? ? ? ? ? ? 中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 20 22224 4 5 71 5 0 9 1 7 . 6 3 ( 6 7 1 6 2 . 7 )( ) 0 . 3 5 7 1 0 . 3 4 8 6 82 2 2 . 1 1 0 7 7 . 5 7 0E K KP P c mEFr?? ??? ? ? ? ? ?? ? ? ? (5)、 求第 五 跨梁、軌位移相等點(diǎn) 5K 距離固定端的長度 設(shè) 5K 點(diǎn)距離固定端為 5Kl 5K 點(diǎn)的鋼軌位移為： 55552 KK E KPP lEF?? ?? ? ? 5 5 5KKP P r l? ? ? 5K 點(diǎn)的梁位移為： 55KKtl?? ? ?? ? 根據(jù) 5K 點(diǎn)的平衡條件 55KK??? 得： 5Ktl???? 55 52 KEKPP lEF? ?? ? ? 將已知參數(shù)代入得： 2 557 0 8 7 7 6 8 8 .5 1 1 6 7 7 9 3 0 1 9 0KKll? ? ? 解方程求得： 5 9Kl cm? 5 5 5KKP P r l? ? ? = 70 N? ? ? ? 計(jì)算 5K 點(diǎn)的鋼軌位移為： 55552 KK E KPP lEF?? ?? ? ? 65 1 1 . 8 1 0 2 0 1 4 1 2 . 1 90 . 3 3 3 3 Ktlcm??? ?? ? ? ? ? ?? 計(jì)算 E 截面 6P 及 F? ： 6 5 5( ) 316 90. 63 70 ( 320 0 141 9) 934 56. 1KKP P r L l N? ? ? ? ? ? ? ? ? 22225 5 6 71 3 1 6 9 0 . 6 3 ( 9 3 4 5 6 . 1 )( ) 0 . 3 3 3 3 0 . 2 9 9 32 2 2 . 1 1 0 7 7 . 5 7 0F K KP P c mEFr?? ??? ? ? ? ? ?? ? ? ? (6)、 求第 六 跨梁、軌位移相等點(diǎn) 6K 距離固定端的長度 設(shè) 6K 點(diǎn)距離固定端為 6Kl 6K 點(diǎn)的鋼軌位移為： 66662 KK F KPP lEF?? ?? ? ? 6 6 6KKP P r l? ? ? 6K 點(diǎn)的梁位移為： 66KKtl?? ? ?? ? 中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 21 根據(jù) 6K 點(diǎn)的平衡條件 66KK??? 得： 6Ktl???? 66 62 KFKPP lEF? ?? ? ? 將已知參數(shù)代入得： 2 667 0 8 7 7 6 8 8 .5 1 1 6 7 7 9 3 0 1 9 0KKll? ? ? 解方程求得： 6 2Kl cm? 6 6 6KKP P r l? ? ? = 93 45 70 11 10 .42 15 72 N? ? ? ? ? 計(jì)算 6K 點(diǎn)的鋼軌位移為： 66662 KK F KPP lEF?? ?? ? ? 66 1 1 . 8 1 0 2 0 1 1 1 0 . 4 20 . 2 6 2 1 Ktlcm??? ?? ? ? ? ? ?? 計(jì)算 E 截面 7P 及 G? ： 7 6 6( ) 157 26. 6 70 ( 320 0 111 2) 161 997KKP P r L l N? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 22226 6 7 71 ( 1 5 7 2 6 ) ( 1 6 1 9 9 7 )( ) 0 . 2 6 2 1 0 . 1 4 7 8 92 2 2 . 1 1 0 7 7 . 5 7 0G K KP P c mEFr?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? 計(jì)算 N 點(diǎn)的位移： 2 27001 7/ 2 / ( 1 6 1 9 9 7 )0 . 1 4 7 9 0 . 0 0 92 2 . 1 1 0 7 7 . 4 5 6 0G Pr cmEF?? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? 701 0 161997 270060Pl c mr? ? ? 01 ? ? ，誤差在允許范圍之內(nèi)，不需要再進(jìn)行試算。 7. 計(jì)算伸縮力 、斷軌力和制動(dòng)力時(shí) ，縱向阻力取 70N/cm；計(jì)算撓曲力，軌面無載時(shí)，縱向阻力取 70 N/cm；軌面有載時(shí)，機(jī)車下縱向阻力取 110 N/cm，車輛下縱向阻力取 70 N/cm。橋跨結(jié)構(gòu)里程、梁長及梁縫等尺寸如圖 31 所示 ， 橋墩結(jié)構(gòu)尺寸如圖 32 所示。梁軌相對位移 z為 ： z=y△ （ 1） 當(dāng)鋼軌的位移大于梁的位移時(shí)， z 為正。 在橋上無縫線路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)控制梁軌間的附加縱向力，使之滿足以下要求： （ 1） 控制長鋼軌縱向壓力值，以防止橋上無縫線路脹軌跑道。 （ 3） 制動(dòng)附加力 如果列車在橋上制動(dòng)，列車制動(dòng)引起的鋼軌伸縮，橋上無縫線路鋼軌產(chǎn)生制動(dòng)附加力。唐樂、陳秀方在綜合考慮梁軌相互作用、墩頂位移、樁土相互作用的基礎(chǔ)上結(jié)合有限元理論建立了 “軌－梁－墩－基礎(chǔ) ”一體化有限元模型，采用變量阻力參數(shù)，利用 MATLAB 語言編制了橋上無縫線路縱向附加力計(jì)算程序。江海波、吳迅根據(jù)無縫線路縱向力的傳遞機(jī)理、小阻力扣件的非線性特征以及各部分的特征，建立了橋軌空間一體化的 力學(xué)模型，運(yùn)用 “m”法計(jì)算基礎(chǔ)剛度。用該模型分析連續(xù)梁橋上無縫線路附加力分布規(guī)律，與以往不考慮軌枕位移的影響的計(jì)算模型進(jìn)行比較得出結(jié)果：撓曲附加力及斷軌力受扣件阻力影響很大，降低幅度最多，伸縮附加力受扣件阻力影響小些，降低幅度次之；制動(dòng)附加力與扣件阻力關(guān)系不大，鋼軌斷縫值受扣件阻力影響很大，降低扣件阻力將導(dǎo)致斷縫增 大。通過計(jì)算分析橋上無縫線路附加力，給出高速鐵路橋上鋼軌容許附加應(yīng)力值，提出橋梁下部結(jié)構(gòu)剛度應(yīng)有的合理下限或應(yīng)采取其它措施以使鋼軌附加應(yīng)力滿足要求，并指出墩臺頂承受的縱向力大于現(xiàn)行規(guī)范的取值。以后相繼在武漢、南 京、九江的長江大橋上鋪設(shè)了無縫線路。目前，西歐已建立了多種數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬分析計(jì)算 ，荷蘭特而夫脫大學(xué)研究了 PROLIS 計(jì)算程序，采用有限元方法對多種軌道結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和比較。在梁的活動(dòng)端應(yīng)設(shè)鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器；橋上軌道要安設(shè)彈簧防爬器，其數(shù)量視橋跨長度而定。在木枕線路、明橋面上，跨度 60m 及以上的橋梁在其活動(dòng)端設(shè)置鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器。多跨簡支梁伸縮力的計(jì)算結(jié)果與我國的計(jì)算結(jié)果接近，且認(rèn)為在多跨簡支梁的全橋活動(dòng)端方向設(shè)置三跨跨度遞減的簡支梁可以減少鋼軌縱向應(yīng)力與水平支點(diǎn)反力，縱向阻力不僅與鋼軌相對位移量有關(guān)，與軌道受載或不受載亦有區(qū) 別，縱向阻力分位移阻力與爬行阻力兩種，墩頂位移由三部分組成：墩身彎曲、擴(kuò)大基礎(chǔ)或樁基傾斜、整個(gè)基礎(chǔ)水平位移，并需要研究橋墩基礎(chǔ)的剛度系數(shù)，區(qū)分首次加載、重復(fù)加載的剛度系數(shù)，以及短期加載引起的 “動(dòng)力剛度系數(shù) ”。而現(xiàn)有的變量線路縱向阻力的微分方程法又計(jì)算量較大，較為繁瑣且缺乏通用性。 橋上無縫線路設(shè)計(jì)原則 （ 1）無縫線路設(shè)計(jì)要最大限度地減小軌道和橋梁所承受的附加縱向力，使橋上線路具有廣泛鋪設(shè)無縫線路的可能性。 路基上鋪設(shè)的自動(dòng)放散式無縫線路，系在焊接長鋼軌兩端設(shè)置類似橋梁溫度調(diào)節(jié)器的鋼軌收縮頭，并使用特殊制造的中間扣件，不設(shè)防爬器，使鋼軌在墊板上能隨軌溫變化而自由收縮，以自動(dòng)放散應(yīng)力。 溫度應(yīng)力式無縫線路是由一根長鋼軌及兩端 2~4 根標(biāo)準(zhǔn)軌組成。全路總延長約 萬公里。新干線最初曾采用 50kg/m 鋼軌，現(xiàn)已全部用 60kg/m鋼軌更替，軌下基礎(chǔ)采用混凝土枕，碎石道床，部分采用板式軌道，鋼軌與軌枕的聯(lián)結(jié)采用雙彈性扣件。近十年發(fā) 展較快，至今已有無縫線路 50000余公里，約占營業(yè)線的 36%，擔(dān)負(fù)鐵路運(yùn)量的 50%。 法國也是發(fā)展無縫線路較早的國家。1945 年做出了無縫線路的規(guī)定。 本設(shè)計(jì)以一座 1＋ 5 m 鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力梁 橋 為工程背景， 按照橋上無縫線路設(shè)計(jì)的原理、方法和規(guī)范進(jìn)行 設(shè)計(jì)。 （ 3） 根據(jù)橋上無縫線路橋梁墩臺縱向力組合原理，檢算 橋墩、 支 座固定螺栓的強(qiáng)度 、 穩(wěn)定性 。 美國于 1930 年首先在隧道內(nèi)鋪設(shè)了無縫線路，于 1933 年正式鋪設(shè)于露天的線路上。法國于 1948~1949 年期間進(jìn)行了大量鋪設(shè)試驗(yàn)，而后即推廣開來。至 1978 年底已鋪設(shè)無縫線路 14565km，占線路總延長的 31%左右。以后引進(jìn)工廠焊，在工廠采用氣壓焊機(jī)和電接觸焊機(jī)將鋼軌焊成 125~500m 的長軌條運(yùn)至工地，再按軌條設(shè)計(jì)長度用鋁熱焊法焊接聯(lián)合接頭。 隨著無縫線路的迅速發(fā)展，各國鐵路都取得了一些新的經(jīng)驗(yàn)。一般并不放散其鋼軌的溫度力。 定期放散式無縫線路與溫度應(yīng)力式相同。提高軌道的整體性，以適應(yīng)高速和重載運(yùn)輸?shù)男枰? 迄今為止，我國對簡支梁橋橋上無縫線路附加力的分析已取得了較為豐富的理論成果，但對于大跨度連續(xù)梁橋，由于其 結(jié)構(gòu)的特殊性，如連續(xù)剛構(gòu)橋（其不僅具有橋面連續(xù)、行車舒適等優(yōu)點(diǎn)外，而且其上部結(jié)構(gòu)受力合理，能充分發(fā)揮高強(qiáng)材料的作用，有利于增大跨徑，因此，近十年來在國內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用和大量的推廣），給橋上無縫線路的研究帶來了新的課題，同時(shí)也要求橋上無縫線路技術(shù)向更深的層次發(fā)展。 日本鐵路 60 年代初期就開始研究橋上鋼軌伸縮力的計(jì)算，并在其新干線段試鋪了無 縫線路，引起了各國的關(guān)注。但在既有線上，考慮 60kg/m 鋼軌的發(fā)展，不論梁或橋的長度是多少，線路縱向阻力一律采用 10kN/（ m在 20 世紀(jì) 70 年代，有 、 和 等人進(jìn)行了研究。近年來，由于新建橋梁不斷采用新的橋式，給橋上無縫線路的研究帶來了新的課題 ，同時(shí)也推動(dòng)了橋上無縫線路技術(shù)向更深的層次發(fā)展。 90 年代以來，按照可靠度理論編制了橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范時(shí)，對大量的撓曲力、伸縮力實(shí)橋測試資料進(jìn)行統(tǒng) 計(jì)分析，得到了撓曲力、伸縮力以及有關(guān)計(jì)算參數(shù)的統(tǒng)計(jì)特征，為橋梁設(shè)計(jì)預(yù)留無縫線路荷載值提供了依據(jù)。橋梁和軌道的聯(lián)結(jié)采用非線性梁單元模擬，其材料彈性模量和屈服應(yīng)力通過軌道縱向位移阻力與梁軌相對位移關(guān)系的雙折線化確定；同時(shí)為考慮梁跨撓曲對無縫線路鋼軌受力的影響，梁跨高度采用剛臂模擬。即先根據(jù)中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 8 以往試驗(yàn)和計(jì)算結(jié)果擬定鋼軌伸縮力的變化函數(shù)，再根據(jù)鋼軌位移