[發明專利]高速鐵路長大橋梁單元式無砟軌道無縫線路設計方法

有效

• 申請號: 201210331001.5
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN102852090A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 高亮;曲村;蔡小培;喬神路;楊文茂;趙磊
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: E01D19/12
• 分類號: E01D19/12
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮勇

1.一種高速鐵路長大橋梁單元式無砟軌道無縫線路設計方法，其特征在于，該方法包括：

應用ANSYS軟件對鋼軌、扣件、軌道板、砂漿充填層、底座板、凸形擋臺及周圍樹脂填充層、橋梁及橋墩進行模擬仿真，建立高速鐵路長大橋梁CRTS?Ⅰ型板式無砟軌道無縫線路縱橫垂向空間耦合靜力學模型進行靜力學分析；

應用ABAQUS軟件對高速車輛、CRTS?Ⅰ型板式無砟軌道無縫線路和長大橋梁的結構進行模擬仿真，建立高速鐵路長大橋梁CRTS?Ⅰ型板式無砟軌道無縫線路縱橫垂向空間耦合動力學模型進行動力學分析；

應用ANSYS軟件對鋼軌、扣件、雙塊式軌枕、道床板、凸形擋臺、隔離層、底座板、限位凹槽、橡膠墊板、支撐層、橋梁及橋墩進行模擬仿真，建立高速鐵路長大橋梁雙塊式無砟軌道無縫線路縱橫垂向空間耦合靜力學模型進行靜力學分析；

應用ABAQUS軟件對高速車輛、雙塊式無砟軌道無縫線路和長大橋梁的結構進行模擬仿真，建立高速鐵路長大橋梁雙塊式無砟軌道無縫線路縱橫垂向空間耦合動力學模型進行動力學分析。

2.根據權利要求1所述的高速鐵路長大橋梁單元式無砟軌道無縫線路設計方法，其特征在于，應用ANSYS軟件建立高速鐵路長大橋梁CRTS?Ⅰ型板式無砟軌道無縫線路縱橫垂向空間耦合靜力學模型，主要考慮鋼軌、扣件、軌道板、砂漿充填層、底座板、凸形擋臺及周圍樹脂填充層、橋梁及橋墩的結構組成，具體包括：

（1）鋼軌選用梁單元進行模擬，按實際截面屬性建模，考慮鋼軌的截面積、慣性矩以及扭轉彎矩；鋼軌按照支承節點劃分單元，考慮縱、橫、垂向線位移及轉角；

（2）扣件采用彈簧單元進行模擬，考慮扣件的縱向阻力、橫向剛度和垂向剛度；扣件的縱向阻力、橫向剛度和垂向剛度根據實測值取值；

（3）軌道板、砂漿充填層、底座板、凸形擋臺及周圍樹脂填充層采用實體單元進行模擬，考慮各部分結構的幾何尺寸和物理屬性；

（4）橋梁采用實體單元進行模擬，考慮橋梁結構的幾何尺寸和物理屬性；考慮橋梁墩臺頂縱橫向剛度基本為線性，采用線性彈簧單元進行模擬。

3.根據權利要求2所述的高速鐵路長大橋梁單元式無砟軌道無縫線路設計方法，其特征在于，應用所述高速鐵路長大橋梁CRTS?Ⅰ型板式無砟軌道無縫線路縱橫垂向空間耦合靜力學模型進行靜力學分析時，計算得到以下數據：

在溫度變化、撓曲作用和制動條件下，采用不同扣件縱向阻力、橋梁溫差、無砟軌道結構溫差、樹脂填充層彈性模量、砂漿充填層彈性模量、連續梁橋墩縱向剛度、連續梁橋跨長度等條件下的鋼軌最大縱向力，軌道板、砂漿充填層、底座板、凸形擋臺和樹脂填充層最大應力，連續梁橋墩最大縱向力，鋼軌、軌道板、砂漿充填層、底座板、凸形擋臺和樹脂填充層最大縱向位移，梁縫最大縱向變化量，橋梁最大垂向位移。

4.根據權利要求1所述的高速鐵路長大橋梁單元式無砟軌道無縫線路設計方法，其特征在于，應用ABAQUS軟件建立高速鐵路長大橋梁CRTS?Ⅰ型板式無砟軌道無縫線路縱橫垂向空間耦合動力學模型，主要考慮高速車輛、CRTS?Ⅰ型板式無砟軌道無縫線路和長大橋梁的結構組成，所述高速車輛包括車體、轉向架、輪對、一系懸掛和二系懸掛，所述CRTS?Ⅰ型板式無砟軌道無縫線路包括鋼軌、扣件、軌道板、砂漿充填層、底座板、凸形擋臺和樹脂填充層，所述長大橋梁包括簡支箱梁、連續箱梁和橋墩，具體包括：

（1）高速車輛為多剛體模型，由車體、轉向架、輪對、一系懸掛、二系懸掛組成；

（2）鋼軌選用實體單元進行模擬，按實際截面屬性建模，考慮鋼軌的截面積、慣性矩以及扭轉彎矩；鋼軌按照較小的長度劃分單元，以滿足動力學計算的需要，考慮縱、橫、垂向線位移及轉角；鋼軌上施加現場實測不平順軌道譜，并考慮鋼軌底下的軌底坡；

（3）扣件采用彈簧單元進行模擬，考慮扣件的縱向阻力、橫向剛度和垂向剛度；

（4）軌道板、砂漿充填層、底座板、凸形擋臺及周圍樹脂填充層采用實體單元進行模擬，考慮各部分結構的幾何尺寸和物理屬性；

（5）橋梁采用實體單元進行模擬，考慮橋梁結構的幾何尺寸和物理屬性。