城市轨道桥梁更换支座对轨道结构影响分析

摘要

随着地铁、轻轨等城市轨道交通工具的大量投入使用，其运营管理、维修重要性日益突出。在城轨桥梁维修养护中，桥梁的支座老化损坏等病害极大的威胁了运营的安全性及旅客的舒适性。妥善解决更换桥梁支座对轨道结构影响这一技术问题，可更好的指导城轨桥梁的更换支座维修，同时为更换支座后桥上无缝线路的处理和养护提供理论指导。本文在基于不同桥梁顶升的施工方法基础上，结合北京城铁13号线的部分桥梁更换支座实际工程，对北京城市轨道无缝线路高架桥更换支座时对轨道结构性能的影响进行了研究。本文主要研究内容为：基于有限元分析软件ANSYS建立了桥上无缝线路三维力学模型；依据某实际工程，分析计算了三种桥梁形式在不同顶升工况下的钢轨和扣件受力，研究了扣件的合理拆除范围；对维修后局部钢轨施工锁定轨温的允许范围进行了研究；分析得出了城轨桥梁更换支座施工的最佳顶升方式、扣件拆除范围和允许施工轨温，为城轨桥梁更换支座的施工维修提出了一些建议。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1 绪论

1.1 引言

1.2 国内外桥上无缝线路研究现状

1.2.1 国内桥上无缝线路发展研究现状

1.2.2 国外桥上无缝线路发展研究现状

1.3 本文研究背景

1.3.1 我国城市轨道交通的发展现状

1.3.2 城市轨道交通桥梁的特点

1.3.3 城轨桥上轨道结构形式

1.3.4 桥梁更换支座的施工方法

1.4 本文的主要研究工作

2 桥上无缝线路模型的建立及参数的选取

2.1 桥上无缝线路模型

2.1.1 梁轨相互作用原理

2.1.2 钢轨温度力、伸缩附加力的计算

2.2 有限单元法及 ANSYS软件简介

2.2.1 有限单元法简介

2.2.2 ANSYS软件及其参数设计语言-APDL

2.2.3 本文所涉及的单元简介

2.3 有限元模型的建立

2.4 本章小结

3 75 m连续梁更换支座顶升时桥上轨道结构受力分析

3.1 由桥梁伸缩引起的钢轨附加力

3.2 同步顶升桥梁时轨道结构受力

3.3 分步顶升桥梁更换支座时轨道结构受力

3.3.1 分步顶升桥梁更换左支座

3.3.2 分步顶升桥梁更换右支座

3.4 不同工况下钢轨内纵向力比较分析

3.4.1 轨温不同时钢轨温度力

3.4.2 不同工况时钢轨伸缩附加力和弯矩

3.4.3 不同工况下钢轨内纵向应力

3.5 不同工况钢轨变形对比分析

3.6 顶升不同高度时扣件受力对比分析

3.6.1 同步顶升不同高度扣件受力对比分析

3.6.2 分步顶升不同高度扣件受力对比分析

3.7 本章小结

4 50 m连续梁更换支座顶升时桥上轨道结构受力分析

4.1 由桥梁伸缩引起的钢轨附加力

4.2 同步顶升桥梁时轨道结构受力

4.3 分步顶升桥梁更换支座时轨道结构受力

4.4 不同工况下钢轨内纵向力比较分析

4.4.1 不同工况时钢轨伸缩附加力、弯矩

4.4.2 不同工况下，钢轨内纵向应力

4.5 不同工况下钢轨变形对比分析

4.6 顶升不同高度时扣件受力对比分析

4.7 本章小结

5 25 m简支梁更换支座顶升时桥上轨道结构受力分析

5.1 由桥梁伸缩引起的钢轨附加力

5.2 同步顶升桥梁时轨道结构受力

5.3 分步顶升桥梁更换支座时轨道结构受力

5.3.1 分步顶升桥梁更换左支座

5.3.2 分步顶升桥梁更换右支座

5.4 不同工况下钢轨内纵向力比较分析

5.4.1 不同工况时钢轨伸缩附加力、弯矩

5.4.2 不同工况下，钢轨内纵向应力

5.5 不同工况下钢轨变形对比分析

5.6 顶升不同高度时扣件受力对比分析

5.7 本章小结

6 维修后局部钢轨施工锁定轨温的允许范围

6.1 75 m连续梁施工锁定轨温的允许范围

6.2 50 m连续梁施工锁定轨温的允许范围

6.3 25 m连续梁施工锁定轨温的允许范围

6.4 本章小结

7 结论与展望

参考文献

作者简历