高速铁路桥梁纵向力传递机理研究

摘要

该文紧密结合中国高速铁路建设实际需要,研究高速铁路桥梁纵向力传递机理.在国内外研究成果的基础上,经过深入、系统地研究,建立了一套适合中国高速铁路建设需要的、较为完整的辅设无缝线路高速铁路桥梁纵向力取值、计算体系.笔者主要完成了以下几方面的研究工作:1.根据既要使模型总体上能为真实地反映纵向位移阻力规律,同时也要考虑计算的方便性和可靠性的原则,提出了中国高速铁路有碴线路桥梁线桥相互作用关系宜采用理想弹-塑性的纵向位移阻力规律力学模型的建议.通过对道床传力性能与道床质量关系、国外高速铁路建设的经验教训以及纵向位移阻力系数不同取值对纵向力传递影响的系统研究,提出了纵向位移阻力系数的取值建议;2.提出了适合中国高速铁路桥梁设计的纵向力计算荷载的取值指标和加载条件的建议;3.建立了一种经过改进的能考虑各种外荷载,采用非线性连杆模型道碴层的线-桥一体化计算模型,并编制了相应的非线性有限元分析程序;4.通过纵向位移阻力系数、桥梁下部结构刚度、桥梁跨度及桥梁跨数等对中小跨度桥梁纵向力传递影响的分析,达到了能够比较清楚地认识纵向力传递规律的目的,进而得出对参数选取、改善钢轨受力状态和设计实践有指导意义的结论;5.研究了大跨度桥梁钢轨伸缩调节器的设置问题及大跨度桥梁纵向力传递的特点和规律.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2国内外关于纵向力问题研究的发展状况综述

1.2.1荷载问题

1.2.2纵向力传递理论及计算方法

1.2.3纵向力传力构造及其它方面的研究

1.3本文主要研究工作

第二章线桥相互作用关系及计算荷载

2.1线桥相互作用关系

2.1.1纵向位移阻力规律及力学模型

2.1.2纵向位移阻力系数

2.2计算荷载研究

2.2.1高速铁路轨面制(启)动力

2.2.2温度荷载

2.2.3挠曲附加力

2.3本章小结

第三章计算模型与计算方法

3.1计算模型与计算方法评述

3.2线-桥一体化计算模型

3.3下部结构纵向水平刚度K的描述

3.4非线性问题的有限元法

3.4.1道碴层有限元模拟

3.4.2非线性方程组求解及有限元列式

3.5荷载组合原则与钢轨力检算标准

3.5.1荷载组合原则

3.5.2钢轨附加应力限值

3.6计算模型及非线性有限元程序的验证

3.6.1与德国规范值的比较

3.6.2与水阳江2#桥计算比较

3.7本章小结

第四章纵向力传递主要因素分析

4.1纵向位移阻力系数对纵向力传递的影响

4.1.1制动力作用下纵向位移阻力系数分析

4.1.2温度荷载作用下纵向位移阻力系数分析

4.1.3桥梁挠曲作用下纵向位移阻力系数分析

4.2下部结构纵向水平刚度对纵向力传递的影响

4.2.1桥台刚度的影响

4.2.2桥墩刚度的影响

4.3桥梁跨度对纵向力传递的影响

4.4桥梁跨数对纵向力传递的影响

4.5本章小结

第五章钢轨附加应力组合及验算

5.1钢轨附加应力分布规律及线-桥相对位移

5.1.1钢轨附加应力分布规律

5.1.2线-桥相对位移分布状态

5.2钢轨附加应力的组合

5.3本章小结

第六章大跨度桥梁的纵向力问题研究

6.1概述

6.2大跨度桥梁钢轨应力分布及钢轨伸缩调节器的设置

6.3纵向位移阻力系数对大跨度桥梁纵向力传递的影响

6.3.1纵向位移阻力系数对制动力传递的影响

6.3.2纵向位移阻力系数对温度力传递的影响

6.3.3纵向位移阻力系数对挠曲附加力传递的影响

6.4大跨度桥梁结构所受纵向附加力问题

6.4.1关于桥梁下部结构所受纵向附加力

6.4.2关于桥梁上部结构所受纵向附加力

6.5本章小结

第七章总结

7.1本文的主要结论和建议

7.2需要进一步探讨的问题

参考文献

附表1

附表2

致谢

攻读博士学位期间完成或参与完成的科研工作、研究报告及科研论文

笔者简历