【正文】 1 0 . 2 2 8 0 . 1 5 40 . 2 2 8 ( 1 0 0 0 )200KiiK i KllC ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 根據(jù)平衡條件 KK ??? 可建立一元二次方程，解方程得： cmlK ? 626 00 70 ( 320 0 850 852 .51 ) 422 24. 3KPN? ? ? ? ? ? ? 76 2 6 0 0 4 2 2 2 4 . 30 . 1 6 4 ( 3 2 0 0 8 5 0 8 5 2 . 5 1 ) 0 . 1 6 9 22 2 . 1 1 0 7 7 . 4 5K cm? ?? ? ? ? ? ?? ? ? 3 422 24. 3 70 852 .51 174 51. 4PN? ? ? ? ? 33 7() ( 1 7 4 5 1 . 4 4 2 2 2 4 . 3 ) 8 5 2 . 5 1 0 . 0 0 6 4 92 2 2 . 1 1 0 7 7 . 4 5K KPP l c mEF? ? ?? ? ? ? ?? ? ? 2 234 74 ( 1 7 4 5 1 . 4 ) 0 . 0 1 3 3 72 2 2 . 1 1 0 7 7 . 4 5 7 0P cmEFr? ? ? ?? ? ? ? 0. 10 69 4 0. 05 71 1 0. 16 92 4 ( 0. 00 64 9) 0. 01 33 7 0. 0 00038 cm? ? ? ? ? ? ? ? ?? 當 ? ?? 時，已能滿足計算值的準確性，因此上面的計算結(jié)果符合精度要求，不需要再試算。1 1 2 1ii? ? ? ???? ? ? 76 2 6 0 0 7 0 ( 3 2 0 0 8 5 0 8 0 0 )0 . 1 0 6 9 0 . 0 5 7 1 ( 3 2 0 0 8 5 0 8 0 0 )2 2 . 1 1 0 7 7 . 4 5i? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? = 1000il cm? 處的鋼軌位 移： 39。 表 31 上承式鋼板梁橋位移 中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 26 距活動端距離（ m） 0 2 4 6 8 10 12 14 16 位移 (mm) 0 距活動端距離（ m） 18 20 22 24 26 28 30 32 位移 (mm) 當扣件布置為 1—6—1 時， 1 70 /r N cm? ， 2 110 /r N cm? ， 3 70 /r N cm? ，4 70 /r N cm? ， 計算從固定端開始 ： 設(shè) cml ? 則 1 1 0 70 223 0 156 100P r l N? ? ? ? 101 71 5 6 1 0 0 2 2 3 0 0 . 1 0 6 92 2 2 . 1 1 0 7 7 . 4 5Pl cmEF? ?? ? ?? ? ? 2 1 2 1 1 0 2 5 8 0 1 1 0 8 5 0 6 2 6 0 0P P r l N? ? ? ? ? ? 1 2 12 7() ( 1 5 6 1 0 0 6 2 6 0 0 ) 8 5 0 0 . 0 5 7 12 2 2 . 1 1 0 7 7 . 4 5P P l cmEF? ? ??? ? ?? ? ? 當 24ilm? 時，梁的位移 cm?? ，鋼軌位移 i? 比 2? =（對應(yīng)的? ）稍大。 梁在任一截面 K 的位移由下式計算： 39。 圖 37 均布荷載圖示 確定積分常數(shù)所用的邊界條件為 2xl? ， 0?x? 。 35 4: 2 PBB EFr? ? 梁、軌位移相等點 K 的鋼軌位移： 1 2 3K? ? ? ?? ? ? 平衡條件： KK??? 1 2 3? ? ?? ? ? 1 2 3 4 5 0? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? 兩個方程兩個未知數(shù) l0、 lK，可以通過解析法解方程組求解，并可計算出撓曲力和鋼軌位移。A A 段軌面無載情況，無縫線路縱向阻力； 2r —軌面有載情況，機車下 AC 段無縫線路縱向阻力； 3r —軌面有載情況，車輛下 CB 段無縫線路縱向阻力； 4r — 39。 （ 4）假設(shè)固定支座與梁之間鉸接，活動支座的阻力可忽略不計。通常假設(shè)分段長度為一跨梁長。 AM0AK1P 2P1PK1NCBB K2CP 3P K2圖 33 兩跨梁伸縮力與位移圖例 上圖為 632 米上承式鋼板梁橋，橋上扣件布置為 1—6—1，橋上線路阻力cmNr /70? ，橋兩段線路阻力 cmNr /600 ? ，橋梁溫度差 20℃ ， 60kg/m 鋼軌，鋼軌截面面積 cmF ? ，軌鋼彈性模量 722. 1 10 /E N cm?? 。支座錨栓中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 15 數(shù)量：活動及固定支座各有 8 個錨栓，其直徑為 25 cm，兩線固定（活動）支座安置在同一斷面上 。 6. 無縫線路型式：全橋位于跨區(qū)間無縫線路固定區(qū) 。 3. 線路上部建筑（軌道）：檢算鋼軌強度時，考慮鋼軌垂直磨耗 6 mm。中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 14 第 三 章 中跨度 橋上無縫線路縱向力計算 原始資料 1. 橋跨概況 本橋系中跨度有碴鋼筋混凝土簡支梁雙線橋，位于直線地段，橋跨結(jié)構(gòu)為1＋ 5 m 鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力梁，兩種跨度的梁長分別為： 1 m 及5 m，橋梁全長 m（包括兩個橋臺長），上、下行線 的橋跨同跨墩臺。當梁產(chǎn)生位移時， p(z)是梁作用于鋼軌的縱向分布荷載。設(shè)鋼軌以受拉為正，坐標以向右為正，梁的位移 △ 和鋼軌位移 y 均以向右為正。 （ 4） 控制橋梁墩臺的縱向水平力值，以確保橋梁的安全使用。橋上無縫線路的設(shè)計檢算就是通過對梁軌相互作用的分析，求得梁的位移分布，鋼軌的位移分布和縱向力分布、墩臺受力和墩頂位移，對鋼軌和墩臺進行強度和穩(wěn)定性檢算，并通過橋上無縫線路結(jié)構(gòu)設(shè)計，減小梁軌間的相互作用，從 而確保橋上無縫線路的安全。 （ 2） 撓曲附加力 橋上無縫線路鋼軌撓曲力反作用于墩臺的作用力。 （ 2） 撓曲附加力 在列車荷載作用下梁因撓曲而產(chǎn)生變形位移，在梁的撓曲過程中，由梁軌相互作用而引起的鋼軌縱向附加力稱之為撓曲力。 橋上無縫線路鋼軌承受的縱向附加力 （ 1） 伸縮附加力 梁因溫度變化而伸縮。研究了鐵路簡支梁橋、一般連續(xù)梁橋、新型鐵路中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 9 橋梁的縱向附加力及其特性。 2021 年徐慶元、周小林等從理論上并以三跨連續(xù)梁為例證明了采用常量線路阻力的計算模型計算 橋上無縫線路伸縮附加力時，當跨徑很大有可能不存在有力學(xué)意義的解，計算撓曲附加力時，當荷載較小有可能不存在有力學(xué)意義的解。蔡成標將軌道結(jié)構(gòu)、橋梁及墩臺基礎(chǔ)作為一個整體系統(tǒng)，建立了橋上無縫線路縱向附加力計算的有限元模型，并編制了計算軟件（ BCWR），可用于高速鐵路特大橋上無縫線路的設(shè)計。即先根據(jù)中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 8 以往試驗和計算結(jié)果擬定鋼軌伸縮力的變化函數(shù)，再根據(jù)鋼軌位移和伸縮力的微分關(guān)系得到鋼軌的位移函數(shù)，從而結(jié)合結(jié)構(gòu)的邊界和變形協(xié)調(diào)條件并應(yīng)用廣義變分原理獲得所需解答，開辟了求解橋上無縫線路縱向附加力計算的新領(lǐng)域。 2021 年徐慶元、陳秀方在國內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上建立了考慮鋼軌－軌枕－梁體相互作用的連續(xù)梁橋上無縫線路梁軌相互作用的力學(xué)模型。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。橋外路基上鋼軌長度 L1L0＋ 40m（ L0為各孔梁單孔跨度的平均值）時，可滿足計算精度的要求。 90 年代以來，按照可靠度理論編制了橋梁設(shè)計規(guī)范時，對大量的撓曲力、伸縮力實橋測試資料進行統(tǒng) 計分析，得到了撓曲力、伸縮力以及有關(guān)計算參數(shù)的統(tǒng)計特征，為橋梁設(shè)計預(yù)留無縫線路荷載值提供了依據(jù)。通過對大跨度鋼橋橋面系在溫度變化和列車荷載作用下的變形與軌道產(chǎn)生縱向力的關(guān)系進行了研究，擬定了撓曲力、伸縮力的計算方法。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 ，同時也推動了橋上無縫線路技術(shù)向更深的層次發(fā)展。隨著現(xiàn)代計算技術(shù)的發(fā)展加速，拓展了橋上無縫線路計中南大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 6 算理論的研究，使得計算機數(shù)值模擬技術(shù)在橋上無縫線路設(shè)計中得到廣泛的應(yīng)用。在 20 世紀 70 年代，有 、 和 等人進行了研究。 美國鐵路規(guī)定，橋上鋪設(shè)無縫線路時，跨度大于或等于 30 英尺（ m）的鋼梁橋，或總長大于 500 英尺（ ），曲線轉(zhuǎn)角為 2176。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線）之分。 日本鐵路 60 年代初期就開始研究橋上鋼軌伸縮力的計算，并在其新干線段試鋪了無 縫線路，引起了各國的關(guān)注。它詳細規(guī)定了高速行駛列車形成的離心力、牽引力，以及結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力、無縫線路軌道縱向水平力傳遞的計算原則、方法等，并專門介紹了德國傳遞縱向力的幾種特殊結(jié)構(gòu)： RSB 傳力桿、徐變連結(jié)器、縱向連結(jié)器、減少鋼軌伸縮長度的平衡梁。 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)點外，而且其上部結(jié)構(gòu)受力合理，能充分發(fā)揮高強材料的作用，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，同時也要求橋上無縫線路技術(shù)向更深的層次發(fā)展。但每跨橋梁只假設(shè)有一個梁軌位移相同點，不能處理梁軌間位移可能出現(xiàn)的沒有相同點和有兩個 或兩個以上相同點的情況。提高軌道的整體性，以適應(yīng)高速和重載運輸?shù)男枰?在我國東北的寒冷地區(qū)，曾試鋪過這種形式的無縫線路。 定期放散式無縫線路與溫度應(yīng)力式相同。 大橋上鋪設(shè)的自動放散式無縫線路，系在焊接長鋼軌兩端設(shè)置鋼軌收縮調(diào)節(jié)器，隨時釋放溫度力。一般并不放散其鋼軌的溫度力。 無縫線路類型 按處理焊接長鋼軌因軌溫變化而引起收縮方法的不同，無縫線路分為溫度應(yīng)力式和放散溫度應(yīng)力式兩 種。 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。京廣、京滬、京沈、隴海、長大等主要干線幾乎全是無縫線路 。以后引進工廠焊，在工廠采用氣壓焊機和電接觸焊機將鋼軌焊成 125~500m 的長軌條運至工地，再按軌條設(shè)計長度用鋁熱焊法焊接聯(lián)合接頭。近年來建成的新干線，未經(jīng)有 縫線路過渡，直接鋪成了無縫線路。至 1978 年底已鋪設(shè)無縫線路 14565km，占線路總延長的 31%左右。累計延長至 1960 年約為15000km， 1970 年約為 16000km。法國于 1948~1949 年期間進行了大量鋪設(shè)試驗，而后即推廣開來。到 1979 年底全美已有無縫線路超過12021km，是世界鋪設(shè)無縫線路最多的國家。 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。 1926 年在線路上鋪設(shè)了 120m 長的鋼軌；1935 年鋪設(shè)了 1km長的無縫線路試驗段 。 （ 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 座固定螺栓的強度 、 穩(wěn)定性 。 四、重點研究問題及指定專題 1．橋上無縫線路伸縮附加力及撓曲附加力的計算 2．軌道強度檢算 3．軌道穩(wěn)定性檢算 4．鎖定軌溫的確定 更多 j 精品資料盡在 我的主頁 5．橋墩偏心檢算 五、主要參考文獻 [1] 陳秀方 . 軌道工程 . 北京：中國建筑工業(yè)出版社， 2021 [2] 中華人民共和國鐵道部 . 鐵路軌道設(shè)計規(guī)范 . 北京：中國鐵道出版社，2021 [3] 鐵道部建設(shè)管理司、鐵道部科技教育司 . 秦沈客運專線跨區(qū)間無縫線路設(shè)計暫行規(guī)定 . 北京：中國鐵道出版社， 2021 [4] 中華人民共和國鐵道部 . 新建時速 200～ 250 公里客運專線鐵路設(shè)計設(shè)計暫行規(guī)定（上下） . 北京：中國鐵道出版社， 2021 [5] 中華人民共和國鐵道部 . 鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范 . 北京：中國鐵道出版社， 2021 [6] 鐵路工程設(shè)計技術(shù)手冊（橋梁墩臺） . 北京：中國鐵道出版社， 1999 [7] 中華人民共和國鐵道部 . 鐵路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 . 北京：中國鐵道出版社， 2021 [8] 中華人民共和國鐵道部 . 鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 . 北京：中國鐵道出版社， 2021 六、畢業(yè)設(shè)計完成時應(yīng)提交的文件 中跨度橋上無縫線路技術(shù)設(shè)計說明書一份 指導(dǎo)教師（簽名） ____________ 時間 ： __________________ 系 (所 )主任 (簽名 ) ____________ 時間 ： _________________ 主管院長（簽名） ______________ 時間 ： ___________