郑西线渭河特大桥桥上无砟轨道的道岔板限位方案研究

摘要

随着跨区间无缝线路的推广应用，无缝道岔开始铺设于桥梁上，无缝道岔—桥梁—墩台的相互作用较桥上无缝线路和路基上无缝道岔更为复杂，其力学机理和轨道几何形位的保持都是当今轨道技术研究上的难点和热点。本文就以桥上无缝道岔的道岔板为切入点，就其限位问题进行相关的计算分析并作出相应的总结报告。
　　 本文开篇概述了桥上无砟轨道和桥上无缝道岔的技术特点，并着重对岔—桥—墩一体化纵向相互作用原理给出较为详细的介绍。论文的主体部分是以郑西客运专线上的新渭南高架车站为工程对象，将站内各道岔板分别做出纵向的限位分析和横向的限位分析。纵向限位方案有两种，分别为凸台限位方案和销钉限位方案。横向有两种限位方案：方案一是在道床板中部采用横向限位螺栓，道床板两侧设置纵向可伸缩、横向限位锚固螺栓；方案二是在道床板中部采用四向限位的螺栓，道床板两侧设置限位挡块，以限制道床板横向位移。
　　 利用基于ANSYS二次开发技术编制的梁轨相互作用非线性有限元程序QSZLBDC.EXE，完成桥上无缝道岔有限元方法下的建模、荷载的施加、方程的求解。根据求解的结果，对各种方案进行对比、优化，并对计算结果中出现的最大受力销钉单独进行ANSYS环境下的建模分析，探讨该销钉处于最大受力状态时，与销钉接触的混凝土是否已被压溃。
　　 纵向限位的两种方案中，凸台限位方案和销钉限位方案的钢轨纵向力、道岔传力部件受力和尖轨心轨的伸缩位移均相当，两种方案的钢轨和道岔传力部件强度都可以满足使用要求，尖轨、心轨的伸缩位移小于转换机械容许值。横向限位方案的两种方案中，销钉和侧向挡块两种限位方案均能满足道岔板横向限位的需要。销钉方案的优点是施工方便、造价低，缺点是可修复性较差。侧向挡块方案优点是受力明确，可承受很大的横向力，在长期使用过程中可以进行修补，缺点是施工较为困难，用料较多，造价较高。在销钉与混凝土接触处，混凝土的最大受力小于C40混凝土的极限压力，即混凝土不会被压溃。
　　 在计算分析过程中所要解决的关键问题包括：钢轨与道床板相互作用关系、道床板与底座板相互作用关系、底座板与桥梁纵向相互作用关系。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2桥上无砟轨道技术概况

1.2.1桥上现浇混凝土式无砟轨道

1.2.2桥上板式无砟轨道

1.3桥上无缝道岔技术概况

1.3.1桥上无缝道岔的技术特点

1.3.2岔—桥—墩一体化纵向相互作用计算原理

1.4本文研究方法和研究内容

1.4.1研究方法

1.4.2研究内容

第2章工程概况和计算方法

2.1工程概况

2.1.1计算参数

2.1.2钢轨温度变化参数

2.1.3桥梁参数

2.1.4岔区无砟轨道结构

2.2道床板限位方案

2.2.1凸台限位方案

2.2.2既有施工方案

2.2.3销钉限位方案

2.3桥上无砟轨道无缝道岔计算理论

2.3.1计算理论

2.3.2计算工况

2.3.3检算标准

第3章纵向限位方案分析

3.1单渡线道岔的纵向计算分析

3.1.1凸台限位方案计算结果及分析

3.1.2已施工方案

3.1.3销钉限位方案计算结果及分析

3.2咽喉区道岔的纵向计算分析

3.2.1凸台限位方案计算结果及分析

3.2.2已施工方案

3.2.3销钉限位方案

3.2.4道岔板与底座板间的相对位移和销钉受力

第4章横向限位方案分析

4.1横向限位方案概况

4.2销钉限位方案检算

4.3侧向挡块限位方案检算

4.4方案比较

第5章销钉与混凝土的接触分析

5.1分析目的

5.2计算模型

5.2.1模型尺寸

5.2.2单元划分

5.3加载求解

5.4结果分析

5.4.1道岔板孔壁混凝土的受力

5.4.2底座板孔壁混凝土的受力

第6章结论与展望

6.1本文的主要工作和结论

6.2研究展望

致 谢

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文