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【博士】橋上無縫道岔縱向力計算理論與試驗研究【2008】
內(nèi)容簡介
學(xué)科專業(yè):道路與鐵道工程 授予學(xué)位:博士 學(xué)位授予單位:西南交通大學(xué) 學(xué)位年度: 2008年 隨著客運專線、快速鐵路和城市軌道交通的建設(shè)與發(fā)展,由于環(huán)保要求或地形的限制,有越來越多的無縫道岔設(shè)置在大橋、特大橋或高架結(jié)構(gòu)上。 在橋上鋪設(shè)無縫道岔,是無縫線路發(fā)展中遇到的一個重大技術(shù)課題。本文對橋上無縫道岔縱向力的計算理論開展研究,建立了橋上無縫道岔縱向力計算模型并編制了相應(yīng)的計算程序,系統(tǒng)分析了橋上無縫道岔受力和變形規(guī)律,提出了橋上無縫道岔的設(shè)計原則和設(shè)計方法。本文的主要工作如下: (1)道岔.橋梁縱向相互作用關(guān)系。道岔.橋梁縱向相互作用本構(gòu)關(guān)系是解決縱向力傳遞問題的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,本文在系統(tǒng)分析國內(nèi)外無縫道岔結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,對影響橋上無縫道岔縱向傳力的各種阻力參數(shù)的力學(xué)特性做了深入分析,提出了各種阻力參數(shù)的本構(gòu)關(guān)系表達式。根據(jù)橋上無縫道岔縱向相互作用特點,首次提出了道岔一橋梁相互作用原理?! ?2)根據(jù)道岔一橋梁相互作用原理,本著模型總體上能反映橋上無縫道岔縱向力的傳遞特點,同時考慮計算方便性和可靠性的原則,結(jié)合目前計算力學(xué)的發(fā)展,提出了計算有砟、無砟軌道橋上無縫道岔縱向力的“岔一橋一墩”一體化模型。利用非線性有限元法對模型求解,并編制了功能強大的分析程序,該程序可以分析各種道岔和橋梁的布置型式 (3)運用編制的計算程序,對橋上無縫道岔的伸縮力、撓曲力、制動力、斷軌力和組合荷載作用下的縱向力進行了分析,研究了組合荷載對橋上無縫道岔的影響。在對比國內(nèi)外橋上無縫線路設(shè)計方法和理論研究的基礎(chǔ)上,初步提出了我國橋上無縫道岔設(shè)計檢算方法?! ?4)對影響道岔一橋梁縱向力傳遞的主要因素進行系統(tǒng)分析,是本文的核心部分。分析了簡支梁、連續(xù)梁橋上無縫道岔(包括單組道岔、渡線和道岔群)的受力和變形規(guī)律,通過縱向位移阻力參數(shù)、道岔連接方式、橋梁下部結(jié)構(gòu)剛度、橋梁跨度、橋梁結(jié)構(gòu)形式、岔一橋相對位置等因素的分析,達到了清楚地認(rèn)識橋上無縫道岔縱向力傳遞規(guī)律的目的,進而得出對計算參數(shù)取值和改善岔.橋受力狀態(tài)具有指導(dǎo)意義的結(jié)論?! ?5)綜合分析了有砟、無砟橋上無縫道岔的受力和變形規(guī)律,從縱向相互作用的角度提出橋上無縫道岔縱向設(shè)計原則,提出了典型車站的道岔、橋梁布置方式,為橋上無縫道岔設(shè)計提供了依據(jù)。 (6)在浙贛線湄池l號特大橋上進行橋上無縫道岔縱向力試驗研究,對道床阻力、道岔基本軌伸縮力、道岔尖軌/心軌縱向位移,梁.軌相對位移等進行了系統(tǒng)測試。通過試驗研究,驗證了橋上無縫道岔縱向力計算理論?! ”疚慕⒌臉蛏蠠o縫道岔計算理論體系是比較完善的,計算模型、方法和程序正確的,仿真程序分析的結(jié)果是可信的,浙贛線簡支梁橋上無縫道岔的成功鋪設(shè)、現(xiàn)場試驗及安全運營表明本文的工作對橋上無縫道岔設(shè)計和運營維修具有重要的指導(dǎo)意義?! ?
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