[發明專利]高鐵大跨度混合梁斜拉橋與無砟軌道相互作用建模方法

在審

• 申請號: 201811553990.6
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109635472A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 閆斌;黃杰;李偉;韓忠恕;白靜遠;郝碩;婁平
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q50/08
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 馬鳳蘭

1.高鐵大跨度混合梁斜拉橋與無砟軌道相互作用建模方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：建立大跨度斜拉橋模型和混合梁用梁單元模擬，混合梁(17)采用截面為鋼梁與混凝土橋面板的梁單元模擬，斜拉橋(1)的橋塔(2)和混凝土橋面板采用非線性纖維梁單元模擬，斜拉索(6)采用索單元模擬，橋墩與梁塔間的阻尼支座(18)采用非線性彈簧模擬；

S2：建立大跨度斜拉橋上的無砟軌道模型，軌道板(22)和底座板(23)采用非線性纖維梁單元模擬，鋼軌(21)采用梁單元模擬，并模擬鋼軌(21)的伸縮調節器(16)對無砟軌道模型的影響，扣件(7)縱橫向阻力、彈性墊層(11)采用非線性彈簧模擬，所述軌道板(22)與底座板(23)之間的聚丙烯土工布(8)、凸形擋臺、底座板(23)與橋梁(24)之間的剪力釘(13)和墩頂抗推剛度采用線性彈簧模擬；

S3：對無砟軌道模型施加溫度、豎向活載和列車制動，并研究模型中鋼軌(21)、軌道板(22)、底座板(23)的受力規律。

2.根據權利要求1所述的高鐵大跨度混合梁斜拉橋與無砟軌道相互作用建模方法，其特征在于，所述步驟S1中通過定義混凝土材料的非線性，采用Takeda滯回模型模擬鋼筋混凝土，其次采用Mander-Confined模型模擬箍筋的約束作用。

3.根據權利要求1所述的高鐵大跨度混合梁斜拉橋與無砟軌道相互作用建模方法，其特征在于，所述步驟S2中的扣件(7)縱橫向阻力、彈性墊層(11)的非線性約束參數，軌道板(22)與底座板(23)、底座板(23)與橋梁(24)的線性約束參數按照現行規范或實測結果取值。

4.根據權利要求1所述的高鐵大跨度混合梁斜拉橋與無砟軌道相互作用建模方法，其特征在于，所述步驟S2中將鋼軌伸縮調節器(16)考慮成一個斷軌(9)，模擬其對無砟軌道模型的影響。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的高鐵大跨度混合梁斜拉橋與無砟軌道相互作用建模方法，其特征在于，所述步驟S1中在混合梁中性軸處采用帶剛臂的梁單元模擬橋梁主體，并采用空間魚骨模型進行模擬大跨度斜拉橋模型。

6.根據權利要求1-4中任一項所述的高鐵大跨度混合梁斜拉橋與無砟軌道相互作用建模方法，其特征在于，所述步驟S2中常阻力和小阻力扣件(7)縱向阻力按下式取值：

式中，r_常L為常阻力扣件縱向阻力，單位為kN；r_小L為小阻力扣件縱向阻力，單位為kN；x為鋼軌與承軌臺之間的相對位移，單位為mm。

7.根據權利要求1-4中任一項所述的高鐵大跨度混合梁斜拉橋與無砟軌道相互作用建模方法，其特征在于，所述步驟S2中扣件(7)橫向阻力按下式取值：

式中，r_H為扣件橫向阻力，單位為kN，鋼軌與軌枕間橫向相對位移x，單位為mm；所述扣件的垂直剛度取值為35kN/mm。