高速磁悬浮铁路轨道梁的合理结构型式研究

摘要

该文结合上海磁悬浮铁路试验运营线的工程建设需要,利用大型通用有限元分析软件,对适用于高速磁悬浮铁路线路轨道梁的各种桥梁结构型式进行了分析、 比较研究,力图为中国长大磁悬浮铁路线路的决策提供必要的参考依据.具体研究内容有:通过分析对比世界各国高速铁路桥梁的设计规范对高速铁路桥梁的设计要求,研究各国各种磁悬试验线路所采用的轨道梁结构型式,总结磁悬浮铁路轨道梁的设计要点,提出了一种新型的轨道梁结构型式:钢-混凝土组合结构轨道梁.在轨道梁基本参数相同条件下,拟定了五种可能的磁悬浮轨道梁结构方案.运用大型通用有限元分析软件ALGOR,对五种可能轨道梁结构方案建立有限元空间分析模型,进行挠度、温度变形及自振特性的对比分析.总结分析结果选出最优方案,并研究其施工方法、进行应力验算.最后简单进行了磁悬浮线路的工程造价评估.由分析结果表明,钢--混凝土组合结构不失为一个好的轨道梁结构型式选择方案.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1高速磁悬浮铁路技术的发展

1.2各国磁悬浮线路轨道梁结构型式简介

1.2.1德国

1.2.2日本

1.2.3英国和俄罗斯

1.2.4小结

1.3钢—混凝土组合梁的发展研究概况

1.4钢—混凝土组合结构的特点

1.5本论文的主要工作

第2章高速磁悬浮铁路轨道梁结构型式的拟定

2.1磁浮铁路轨道梁与其他铁路桥梁设计要求的比较

2.2国内外高速铁路桥梁的结构型式

2.3磁悬浮轨道梁可能的结构型式

2.4钢—混凝土组合结构梁式桥的使用实例

2.4.1钢箱—混凝土组合结构梁桥

2.4.2钢桁架—混凝土板组合结构梁桥

2.5磁悬浮轨道梁结构型式的拟定

2.5.1磁悬浮轨道梁结构尺寸的拟定

第3章磁悬浮轨道梁方案的有限元分析

3.1挠度分析

3.1.1方案1挠度分析

3.1.2方案2挠度分析

3.1.3方案3挠度分析

3.1.4方案4挠度分析

3.1.5方案5挠度分析

3.1.6挠度分析小结

3.2温度变形分析

3.2.1方案1温度变形分析

3.2.2方案2温度变形分析

3.2.3方案3温度变形分析

3.2.4方案5温度变形分析

3.2.5温度变形分析小结

3.3自振特性分析

3.3.1方案1自振特性分析

3.3.2方案2自振特性分析

3.3.3方案3自振特性分析

3.3.4方案4自振特性分析

3.3.5方案5自振特性分析

3.3.6自振特性分析小结

3.4各轨道梁方案的特点总结

第4章钢箱—混凝土板组合轨道梁Ⅱ型的强度设计

4.1组合梁截面的弹性计算理论概述

4.2组合梁施工方法

4.3钢箱—混凝土板组合轨道梁Ⅱ型应力验算

4.3.1容许应力法介绍

4.3.2钢箱—混凝土板组合轨道梁Ⅱ型应力计算依据

4.3.3使用阶段应力计算结果

4.3.4混凝土桥面板施工荷载应力计算

4.3.5混凝土与钢的导热率差异导致的温差应力

4.3.6混凝土收缩导致的混凝土板拉应力计算

4.4混凝土板预应力钢筋的设计

4.5剪力连接件设计

4.6钢箱—混凝土组合梁轨道梁Ⅱ型的预拱度设置

4.6.1考虑组合梁界面存在滑移时的荷载挠度计算

4.6.2预拱度设置

第5章磁悬浮线路工程造价评估

5.1磁悬浮线路发展概述

5.1.1磁悬浮线路基本类型

5.1.2超导型MLU体系线路

5.1.3常导型TR体系线路

5.1.4常导型HSST体系线路

5.1.5磁浮线路的特点

5.2磁浮线路工程造价评估

5.2.1超导型MLU体系线路

5.2.2常导型TR体系线路

5.2.3常导型HSST体系线路

5.2.4小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表或录用的论文