【正文】 =，α=26176。6. 絕緣電阻：扣件系統(tǒng)按EN131465進(jìn)行測試，兩軌間絕緣電阻大于3Ω7. 惡劣環(huán)境條件影響：扣件系統(tǒng)經(jīng)EN131466所述300h鹽霧試驗(yàn)之后，用手工拆卸工具能順利拆卸。9. 鋼軌高低位置調(diào)整量：30mm，調(diào)整級別為1mm，采用充填式墊板可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)整。11. 預(yù)埋套管抗拔力：不小于100kN。主推無砟軌道類型有：彈性支承塊無砟軌道CRTSⅠ型雙塊式框架式軌道板 設(shè)計(jì)速度300km/h~350km/h，原則上全線鋪設(shè)無砟軌道，主推軌道類型有：CRTSⅠ型雙塊式、CRTSⅡ型雙塊式、CRTSⅠ型板式、CRTSⅡ型板式。設(shè)計(jì)速度250km/h，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，其余路基地段以有砟軌道為主。 無砟軌道設(shè)計(jì)1）軌道強(qiáng)度、材料耐久性指標(biāo)60年、氣候條件——道床厚度、配筋率、道床裂縫寬度、鋼筋保護(hù)層厚度——軌道部件種類2）軌道彈性指標(biāo)：合理范圍20~60kN/mm，主要靠扣件膠墊實(shí)現(xiàn)，板式軌道CAM僅能提供部分緩沖作用。2）路基與排水接口（1）路基沉降：我國時速300350公里暫規(guī)：①有砟軌道路基工后沉降量不應(yīng)大于5cm，沉降速率應(yīng)小于2cm/年。②無砟軌道地段路基在無砟軌道鋪設(shè)完成后的工后沉降應(yīng)滿足扣件調(diào)整和線路豎曲線圓順的要求。無砟軌道施工以后的最大總殘余沉降量SR應(yīng)不超過軌道的最大調(diào)整余量減去5 mm。該調(diào)節(jié)量最大不超過20 mm，修正調(diào)節(jié)量為15mm，其中5mm的差是為了抵消火車經(jīng)過時產(chǎn)生的沉降。 ve2 ，對線路長的落差值采取一定的過渡措施。在軌道板末端或者在工作縫和施工縫等自由邊，底座和無砟軌道之間的粘結(jié)必須采用特殊的措施來進(jìn)行處理。 隧道結(jié)構(gòu)相鄰單元之間的沉降差不能超過3 mm。在特殊情況下，如果隧道結(jié)構(gòu)允許的話，沉降差也可以大于3 mm。在結(jié)構(gòu)縫處沒有設(shè)置活動連接的軌道結(jié)構(gòu)單元，應(yīng)采取必要的措施，以避免兩層混凝土結(jié)構(gòu)之間互相粘連，以及由于下部結(jié)構(gòu)的變形而加劇上部道床板裂縫的發(fā)展。4）橋梁接口（1）技術(shù)要求：梁端轉(zhuǎn)角≤1‰（2）長橋上軌道與梁面連接方式：跨度大于25M為長橋 無砟軌道結(jié)構(gòu)檢算（1）Zublin無砟軌道設(shè)計(jì)原理及計(jì)算方法計(jì)算模型和假定:結(jié)構(gòu)計(jì)算模型分為三層，最上面是鋼軌，下面是承載層，由道床板和水硬性承載層共同組成，最下面是防凍層及地基各土層。角向下傳遞的。另外，雙塊式軌枕與道床板整體澆筑在一起，這保證了荷載的橫向傳遞，所以不用額外對結(jié)構(gòu)橫向的抗彎承載力進(jìn)行分析。無砟軌道設(shè)計(jì)是基于德國鐵路要求(AKFF)和Eisenmann 教授和Leykauf教授 的理論。在裂縫處，鋼筋確保荷載從一邊轉(zhuǎn)移到另一邊，同時保證了裂縫寬度的在限值之內(nèi) ，以保護(hù)鋼筋免受腐蝕。（2）橋上無砟軌道設(shè)計(jì)原理及計(jì)算方法設(shè)計(jì)原理同路基上無砟道岔與長橋上無砟軌道，特別考慮了下列因素的影響：橋梁撓曲變形的影響；橋上無縫線路附加縱向力的影響；1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)檢算使用年限（1）無砟軌道的設(shè)計(jì)與檢算采用容許應(yīng)力法。因此我國無砟軌道在設(shè)計(jì)中建議按使用壽命50年考慮，以方便在耐久性設(shè)計(jì)中參照有關(guān)規(guī)范。②砂漿層應(yīng)進(jìn)行抗拉壓強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度檢算。④支承層在設(shè)計(jì)中納入計(jì)算，但不進(jìn)行檢算。②凸形擋臺、底座上的凸形限位臺、底座側(cè)面的限位器等應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和檢算。④道床板與底座間的隔離層、底座板與橋梁面板間的滑動層應(yīng)依據(jù)強(qiáng)度和耐久性進(jìn)行選材或檢算。⑥其他附屬結(jié)構(gòu)根據(jù)需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算或檢算，必要時進(jìn)行疲勞檢算。②單元式無砟軌道以“列車豎向設(shè)計(jì)荷載＋溫度梯度＋橋梁撓曲變形（如在橋上）”引起的主體結(jié)構(gòu)的彎矩進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)及裂縫寬度檢算。④以“列車豎向準(zhǔn)靜態(tài)檢算荷載＋溫度梯度＋縱向溫度力＋基礎(chǔ)變形＋混凝土收縮”進(jìn)行強(qiáng)度檢算。⑥以運(yùn)輸、吊裝、施工、維修中可能出現(xiàn)的臨時荷載進(jìn)行強(qiáng)度檢算，給出限制條件或施工維護(hù)指導(dǎo)意見。②列車豎向準(zhǔn)靜態(tài)檢算荷載供靜力檢算中的計(jì)算使用，為列車運(yùn)行在線路上的最大可能輪載值。④。⑥進(jìn)行平板溫度翹曲應(yīng)力計(jì)算時，參照公路規(guī)范《（JTG D402002）公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》的溫度梯度取值，將取值除以2，再取不同地區(qū)的平均值，建議我國無砟軌道設(shè)計(jì)中溫度梯度的取值暫定為45℃/m。⑦縱向溫度力計(jì)算中的年最高最低氣溫按我國無縫線路設(shè)計(jì)中相關(guān)規(guī)范取值。⑨路基沉降暫按15mm/20m取值。3）無砟軌道列車荷載彎矩計(jì)算理論（1）彈性地基上的疊合梁理論（2）彈性地基上的梁－板理論（3）彈性地基上的梁－體有限元計(jì)算理論為消除邊界效應(yīng)，模型選取三塊單元軌道板或相當(dāng)?shù)拈L度進(jìn)行計(jì)算，以中間單元板作為研究對象，計(jì)算的應(yīng)力數(shù)據(jù)經(jīng)過積分運(yùn)算得到軌道板所受縱橫向彎矩。4）比較分析的初步結(jié)論（1）建議采用梁板理論進(jìn)行列車荷載作用下的彎矩計(jì)算（2）疊合梁理論修正后也可用于設(shè)計(jì)計(jì)算（3）梁體有限元計(jì)算理論宜作為研究中使用3 有限元介紹 有限元方法的發(fā)展歷史早在1941年，Hrennikoff用線單元網(wǎng)絡(luò)求解連續(xù)體中的應(yīng)力，從而在20世紀(jì)40年代便開始了有限元方法的現(xiàn)代發(fā)展。 1953年，Levy和Kelsey提出采用剛度法或位移法可用來分析靜不定飛機(jī)結(jié)構(gòu)。1954年，Argyris和Kelsey利用能量原理建立了矩陣結(jié)構(gòu)分析方法。 現(xiàn)代有限元方法第一個成功的嘗試，是將剛架位移法推廣應(yīng)用于彈性力學(xué)平面問題。他們第一次給出了用三角形單元求得平面應(yīng)力問題的正確解答。他們的研究工作打開了利用電子計(jì)算機(jī)求解復(fù)雜平面彈性問題的新局面。1963—1964年，Besseling ，Melosh和Jons等人證明了有限單元法是基于變分原理的里茲法的另一種形式，從而使里茲法分析的所有理論基礎(chǔ)都適用于有限單元法。利用變分原理建立有限元方程和經(jīng)典里茲法的主要區(qū)別是，有限單元法假設(shè)的近似函數(shù)不是在全求解域而是在單元上規(guī)定的，而且事先不要求滿足任何邊界條件，因此可以用來處理很復(fù)雜的連續(xù)介質(zhì)問題。60年代以后，在有限元法中主要利用的是伽遼金(Galerkin)法，采用加權(quán)余量方式來確定單元特性和建立有限元求解方程。目前，有限元法的應(yīng)用已經(jīng)由彈性力學(xué)平面問題擴(kuò)展到空間問題、板殼問題，由靜力平衡問題擴(kuò)展到穩(wěn)定向題、動力問題和波動問題。在工程分析中的作用已從分析和校核發(fā)展到優(yōu)化設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAE)技術(shù)相結(jié)合?？梢灶A(yù)計(jì)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,有限單元法作為一個具有鞏固理論基礎(chǔ)和廣泛應(yīng)用效力的數(shù)值分析工具，必將在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展中發(fā)揮更大的作用，其自身亦將得到進(jìn)一步的發(fā)展和完善。常見的單元類型有線段單元、三角形單元、四邊形單元、四面體單元和六面體單元幾種。一個有限元程序提供的單元種類越多，它的功能就越強(qiáng)大。(3)載荷工程結(jié)構(gòu)所受到的外在施加的力稱為載荷。在不同的學(xué)科中，載荷的含義也不同。(4)邊界條件邊界條件就是指結(jié)構(gòu)邊界上所受到的外加約束。錯誤的邊界條件的選擇往往使有限元中的剛度矩陣發(fā)生奇異，使程序無法正常運(yùn)行。 有限元方法的一般步驟有限無法用相互連接的單元模擬結(jié)構(gòu)。相互聯(lián)結(jié)的單元通過共同(或共享)的界面，與其他單元聯(lián)結(jié)起來。描述每一節(jié)點(diǎn)特性的整組方程得出一系列用矩陣符號最佳表示的代數(shù)方程。步驟1：離散結(jié)構(gòu)和選擇單元類型將給定的物體劃分為具有相關(guān)節(jié)點(diǎn)的等價(jià)的有限無系統(tǒng)，選擇適當(dāng)?shù)膯卧愋蛠碜罱咏啬M系統(tǒng)實(shí)際的物理性能。單元必須小到可以給出有用的結(jié)果，又必須足夠大以節(jié)省計(jì)算費(fèi)用。各種類型的單元有著不同的優(yōu)缺點(diǎn)。分析人員必須要決定單元的類型、數(shù)目、大小和排列方式，以便能夠合理有效地表示給定的物理系統(tǒng)。通常假設(shè)位移函數(shù)為多項(xiàng)式，最簡單的情況為線性多項(xiàng)式。用戶所要做的是選擇多項(xiàng)式的階次、以使多項(xiàng)式在可以承受的計(jì)算時間內(nèi)達(dá)到足夠的精度。所選擇的位移函數(shù)是用單元的節(jié)點(diǎn)值在單元內(nèi)部定義的，并且每個單元可以重復(fù)使用同一個通用的位移函數(shù)。此外，應(yīng)力和應(yīng)變必須通過應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系(通常叫做本構(gòu)關(guān)系)聯(lián)系起來。最簡單的應(yīng)力／應(yīng)變定律即是虎克定律。單元剛度短陣將節(jié)點(diǎn)位移和節(jié)點(diǎn)力聯(lián)系起來，物體受到的分布載荷變換為節(jié)點(diǎn)處的等價(jià)集中力。疊加法中所隱含的是連續(xù)和協(xié)調(diào)概念，要求結(jié)構(gòu)保持完整，在結(jié)構(gòu)任何一處都不發(fā)生撕開。步驟6：解未知自由度即是求解上面得到的矩陣方程。因此應(yīng)力應(yīng)變是第二批得到的重要的量。步驟8：解釋結(jié)果最后的目標(biāo)是解釋和分析用于應(yīng)力應(yīng)變分析過程的結(jié)果。后處理計(jì)算機(jī)程序用圖形顯示的方式幫助用戶解釋結(jié)果。 有限元方法的優(yōu)缺點(diǎn)(1)有限元法的優(yōu)點(diǎn)①有限元法不需要適用于整個物體的插值闡述，而是對每個單元各自插值，故此可以很容易地模擬具有不規(guī)則復(fù)雜形狀的結(jié)構(gòu)。從而可以用多種方法對其求解。④邊界條件不進(jìn)入單個有限單元的方程，而是在得到整體方程后再加入邊界條件，這樣，內(nèi)部和邊界單元都能采用相同的場變量模型。⑤因?yàn)閱卧匠淌菃蝹€建立的，所以可以模擬由幾種不同材料構(gòu)成的物體，處理非線性問題，求解非均勻介質(zhì)。⑦單元的尺寸大小可以變化，而且改變有限元模型也比較容易。(2)有限元法的不足之處①有限元計(jì)算。計(jì)算資源包括計(jì)算時間、內(nèi)存和硬盤空間。③盡管現(xiàn)在的有限元軟件提供了自動劃分網(wǎng)格技術(shù)，但到底采用何種單元、網(wǎng)格密度選取多大才合適等問題，需要依賴于經(jīng)驗(yàn)。 有限元方法的應(yīng)用有限元方法可用于分析結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)問題。②屈曲分析。(2)非結(jié)構(gòu)問題①熱傳遞問題。③電位或磁位分布。 有限元發(fā)展方向及重大進(jìn)展當(dāng)今國際上有限元方法和軟件發(fā)展呈現(xiàn)出以下一些趨勢待征。例如當(dāng)氣流流過一個很高的鐵塔時就會使鐵塔產(chǎn)生變形，而塔的變形又反過來影響到氣流的流動……這就需要用固體力學(xué)和流體動力學(xué)的有限元分析結(jié)果交叉迭代求解，即所謂“流固耦合”的問題。例如建筑行業(yè)中的高層建筑和大跨度懸索橋的出現(xiàn)，就要求考慮結(jié)構(gòu)的大位移和大應(yīng)變等幾何非線性問題；航天和動力工程的高溫部件存在熱變形和熱應(yīng)力，也要考慮材料的非線性問題；諸如塑料、橡膠和復(fù)合材料等各種新材料的出現(xiàn)，僅靠線性計(jì)算理論就不足以解決遇到的問題，只有采用非線性有限元算法才能解決。為此，近年來國外一些公司花費(fèi)大量的人力和投資開發(fā)諸如MARC，ABQUS和ADINA等專長于求解非線性問題的有限元分析軟件，并廣泛應(yīng)用于工程實(shí)踐。在現(xiàn)在的工程工作站上，求解一個包含10萬個方程的有限元模型只需用幾十分鐘?？梢院敛豢鋸埖卣f，工程師在分析計(jì)算一個工程問題時有80％以上的精力都花在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和結(jié)果分析上。在強(qiáng)調(diào)“可視化”的今天，很多程序都建立了對用戶非常友好的GUI(Graphics User Interface)，使用戶能以可視圖形方式直觀快速地進(jìn)行網(wǎng)格自動劃分，生成有限元分析所需數(shù)據(jù)。(4)與CAD軟件的無縫集成當(dāng)今有限元分析系統(tǒng)的另一個特點(diǎn)是與通用CAD軟件的集成使用，即在用CAD軟件完成部件和零件的造型設(shè)計(jì)后，自動生成有限元網(wǎng)格并進(jìn)行計(jì)算，如果分析的結(jié)果不符合設(shè)計(jì)要求，則重新進(jìn)行造型和計(jì)算，直到滿意為止，從而極大地提高了設(shè)計(jì)水平和效率。所以，當(dāng)今所有的商業(yè)化有限元系統(tǒng)商都開發(fā)了與著名的CAD軟件(例如Pro／ENGINEER，Unigraphics，SolidEdge，SolidWorks,IDEAS,Bentley和AutoCAD 等 ） 的接口。(1)研究開發(fā)求解非固體力學(xué)和交叉學(xué)科的FEM程序。由于國內(nèi)沒有類似功能軟件，從國外引進(jìn)具有這種功能的軟件的費(fèi)用又特別昂貴。(2)開發(fā)具有中國持色的自動建模技術(shù)和GUI開發(fā)建模技術(shù)和GUI的投入比前述課題要少得多，但卻可以大大提高FEM軟件的性能和用戶接受程度，從而起到事半功倍的效果。需要開發(fā)能直觀地通過對“菜單”“窗口”“對話框”和“圖標(biāo)”等可視圖形畫面相符號的操作，自動建立有限元分析模型，并以交互方式實(shí)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果的可視化處理，提高有限元分析的效率相精確性，也便于用于學(xué)習(xí)和掌握。作為我國自行開發(fā)的FEM程序。因?yàn)橛邢拊治鲋饕糜谛螤畋容^復(fù)雜的零部件，所以要與具有三維造型功能的CAD軟件集成，使設(shè)計(jì)和分析緊密結(jié)合、融為一體。它是一種融結(jié)構(gòu)學(xué)、熱學(xué)、流體學(xué)、電磁學(xué)和聲學(xué)于一體的大型CAE通用有限元軟件，可以廣泛用于核工業(yè)、鐵道、石油化工、航空航天、機(jī)械制造、能源、汽車交通、國防軍工、電工、土木工程、造船、生物醫(yī)學(xué)、輕工、地礦、水利，以及日用家電等一般工業(yè)及科學(xué)研究。從PC機(jī)到工作站，直至巨型計(jì)算機(jī)，ANSYS文件在其所有的產(chǎn)品系列及工作平臺上均兼容。 ANSYS軟件的特點(diǎn)和組成ANSYS將有限元分析、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和優(yōu)化技術(shù)相結(jié)合，已經(jīng)成為解決現(xiàn)代工程問題必不可少的工具。ANSYS軟件技術(shù)特點(diǎn)體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)?？梢耘c著名CAD軟件等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，用戶在用CAD軟件完成零部件的造型設(shè)計(jì)后，能直接將模型傳送到ANSYS中進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分并進(jìn)行分析計(jì)算，及時調(diào)整設(shè)計(jì)方案，有效地提高分析效率。用戶不但可以利用其進(jìn)行結(jié)構(gòu)、熱、流體流動、電磁等的單獨(dú)研究，還可以進(jìn)行這些類型的相互影響研究。是實(shí)現(xiàn)前后處理、分析求解及多場分析統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫的一體化大型有限元分析軟件。(5)唯一具有多物理場優(yōu)化功能的有限元分析軟件。(7)支持個人PC機(jī)、工作站及大型機(jī)的所有硬件平臺，兼容其平臺上的全部數(shù)據(jù)文件，并具有統(tǒng)一的用戶界面。產(chǎn)品系列由一整套可擴(kuò)展的、靈活集成的、具有一定功能的各模塊組成，用戶只需購買自己需要的模塊即可。ANSYS綜合應(yīng)用菜單、對話框、工具條、命令行輸入、圖形化輸出等多種方式，應(yīng)用更加方便。應(yīng)用宏、參數(shù)設(shè)計(jì)語言、用戶可編程特性、用戶自定義界面語言、外部命令等功能，可以開發(fā)出適合自己特點(diǎn)的應(yīng)用程序。1)前處理模塊。前處理模塊主要實(shí)現(xiàn)三種功能；參數(shù)定義、實(shí)體建模、網(wǎng)格劃分。(2)實(shí)體建模在此過程中，ANSYS提供了兩種方法：從上到下和從下到上的建模。用戶可以先定義點(diǎn)、線、面，然后由所定義的圖元生成體(由下到上建模)；也可以先建立起實(shí)體，程序則自動定義相關(guān)的下級圖元(由上到下建模)。(3)網(wǎng)格劃分ANS