橋上無(wú)縫線路受力因素

橋上無(wú)縫線路除受到列車(chē)動(dòng)載、溫度力、制動(dòng)力等的作用外，還受到由于橋梁的伸縮或撓曲變形產(chǎn)生的梁軌相互作用力——縱向附加力。附加縱向力增加了鋼軌應(yīng)力，并反作用于橋梁，并通過(guò)橋梁作用于墩臺(tái)。此外，橋上無(wú)縫線路鋼軌一旦斷裂，不僅危及行車(chē)安全，還將產(chǎn)生斷軌附加力，并通過(guò)橋跨結(jié)構(gòu)而作用于墩臺(tái)上。因此，設(shè)計(jì)橋上無(wú)縫線路時(shí)，為保證安全，必須考慮在上述各種力的聯(lián)合作用下，保證鋼軌、橋跨結(jié)構(gòu)及墩臺(tái)滿足各自的強(qiáng)度條件、穩(wěn)定條件以及鋼軌段縫條件。

在分析橋上無(wú)縫線路時(shí)，通?？梢圆捎脦偙鄣牧?jiǎn)卧M橋梁，用非線性彈簧模擬線路縱向阻力。該模型簡(jiǎn)潔、計(jì)算快捷、力學(xué)傳遞途徑清晰，目前橋上無(wú)縫線路常采用該模擬方式。該模型已通過(guò)了算例驗(yàn)證 。

文獻(xiàn) 即采用該模型，建立塔-索-軌-梁-墩-樁的斜拉橋整體空間有限元模型，以我國(guó)高速鐵路某(32 80 112)m槽型截面單塔斜拉橋?yàn)槔?，?duì)斜拉橋上無(wú)縫線路縱向力傳遞規(guī)律進(jìn)行分析，計(jì)算縱向力對(duì)斜拉索和塔墩影響，探討橋梁截面形式、線路縱向阻力模型、斜拉橋約束方式、主梁和拉索溫度變化、風(fēng)壓以及鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器設(shè)置位置等設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)縱向力影響;提出相關(guān)取值建議。文獻(xiàn) 采用該模型，分析了相鄰橋跨對(duì)斜拉橋上無(wú)縫線路縱向力的影響。

區(qū)別于路基上的無(wú)縫線路。中國(guó)從1963年開(kāi)始，先后在一些中小跨度的多種類(lèi)型橋梁（簡(jiǎn)支梁、連續(xù)梁、桁梁、有碴無(wú)碴橋）上鋪設(shè)無(wú)縫線路，并對(duì)橋上無(wú)縫線路梁軌相互作用的原理進(jìn)行大量的試驗(yàn)研究，涉及了多種類(lèi)型橋梁上無(wú)縫線路縱向力作用規(guī)律，以及橋梁墩頂位移（高墩）等多種因素的影響，并建立了橋上無(wú)縫線路伸縮附加力、撓曲附加力的計(jì)算原理和計(jì)算方法，為中國(guó)在橋上鋪設(shè)無(wú)縫線路奠定了基礎(chǔ)，已成功地在橋梁上鋪設(shè)了無(wú)縫線路。除一般中小橋外，同時(shí)在一些特大橋上鋪設(shè)了無(wú)縫線路，如南京長(zhǎng)江大橋、武漢長(zhǎng)江大橋、九江長(zhǎng)江大橋等。

按照跨度不同分為中小跨度橋上無(wú)縫線路和大跨度橋上無(wú)縫線路。

中小跨度橋上無(wú)縫線路，指橋梁在60m以下的橋梁

大跨度橋上無(wú)縫線路，指橋梁在60m及以上的橋梁

1、無(wú)縫線路設(shè)計(jì)要最大限度的減小軌道和橋梁所承受的附加縱向力，使橋上線路具有廣泛鋪設(shè)無(wú)縫線路的可能性。

2、無(wú)縫線路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，既要滿足軌道強(qiáng)度和穩(wěn)定的要求。也要使橋梁受力合理，以保證橋梁和軌道的運(yùn)營(yíng)安全。

3、盡可能增加焊接軌條的長(zhǎng)度，減少橋梁及其附近的鋼軌接頭，提高軌道的整體性和平順性，以適應(yīng)告訴和重載運(yùn)輸?shù)男枰?

4、無(wú)縫線路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要考慮便于線路的養(yǎng)護(hù)維修 。

橋上無(wú)縫線路(CWR track on bridge) 鋪設(shè)在橋梁上的無(wú)縫線路。中國(guó)從1963年開(kāi)始，先后在一些中小跨度的多種類(lèi)型橋梁（簡(jiǎn)支梁、連續(xù)梁、桁梁、有碴無(wú)碴橋）上鋪設(shè)無(wú)縫線路，并對(duì)橋上無(wú)縫線路梁軌相互作用的原理進(jìn)行大量的試驗(yàn)研究，涉及了多種類(lèi)型橋梁上無(wú)縫線路縱向力作用規(guī)律，以及橋梁墩頂位移（高墩）等多種因素的影響，并建立了橋上無(wú)縫線路伸縮附加力、撓曲附加力的計(jì)算原理和計(jì)算方法，為中國(guó)在橋上鋪設(shè)無(wú)縫線路奠定了基礎(chǔ)。

橋上無(wú)縫線路除受到列車(chē)動(dòng)載、溫度力、制動(dòng)力等的,用外，還受到由于橋梁的伸縮或撓曲變形產(chǎn)生的梁軌相互作用力——縱向附加力。附加縱向力增加了鋼軌應(yīng)力，并反作用于橋梁，并通過(guò)橋梁作用于墩臺(tái)。此外，橋上無(wú)縫線路鋼軌一旦斷裂，不僅危及行車(chē)安全，還將產(chǎn)生斷軌附加力，并通過(guò)橋跨結(jié)構(gòu)而作用于墩臺(tái)上。因此，設(shè)計(jì)橋上無(wú)縫線路時(shí)，為保證安全，必須考慮在上述各種力的聯(lián)合作用下，保證鋼軌、橋跨結(jié)構(gòu)及墩臺(tái)滿足各自的強(qiáng)度條件、穩(wěn)定條件以及鋼軌段縫條件。

在計(jì)算模型上，通常采用帶剛臂的梁?jiǎn)卧M橋梁，用非線性彈簧模擬線路縱向阻力，該模型已通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證 。以該模型為基礎(chǔ)，我國(guó)學(xué)者對(duì)高速鐵路簡(jiǎn)支梁、連續(xù)梁、剛構(gòu)橋、拱橋、斜拉橋等橋梁上的無(wú)縫線路進(jìn)行了計(jì)算和分析。

本書(shū)針對(duì)中國(guó)高速鐵路線/橋結(jié)構(gòu)工程特點(diǎn)，系統(tǒng)闡述了作者十余年來(lái)在橋上無(wú)縫線路技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新研究成果及應(yīng)用實(shí)踐。全書(shū)共五章，內(nèi)容涵蓋了國(guó)內(nèi)外橋上無(wú)縫線路技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及設(shè)計(jì)方法對(duì)比、各種類(lèi)型軌道和橋梁結(jié)構(gòu)間縱各相互作用規(guī)律、高速鐵路線/橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法、狀態(tài)檢測(cè)與監(jiān)測(cè)技術(shù)及下一步研究工作方向等。

本書(shū)在廣泛調(diào)查我國(guó)高速鐵路中橋上無(wú)砟軌道傷損類(lèi)型、機(jī)理及維修方法的基礎(chǔ)之上，針對(duì)不同橋上無(wú)砟軌道損傷和維修問(wèn)題進(jìn)行理論研究。通過(guò)建立的“無(wú)縫線路-無(wú)砟軌道-橋梁”靜力學(xué)耦合模型，研究橋上無(wú)砟軌道不設(shè)伸縮調(diào)節(jié)器的合理溫度跨度；依據(jù)對(duì)不同傷損條件下的“無(wú)縫線路-無(wú)砟軌道-橋梁”靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)耦合模型，研究梁端扣件膠墊滑出、鋼軌碎彎、凸臺(tái)拉裂、寬接縫開(kāi)裂等典型傷損對(duì)軌道結(jié)構(gòu)的受力和行車(chē)的影響，并從理論分析角度進(jìn)行橋上無(wú)砟軌道無(wú)縫線路典型傷損的限值研究；此外，初步提出鋼軌碎彎、凸臺(tái)拉裂、寬接縫開(kāi)裂等橋上無(wú)砟軌道無(wú)縫線路典型傷損的整治方案并分析維修過(guò)程對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)受力變形的影響。