[发明专利]高铁大跨度混合梁斜拉桥与无砟轨道相互作用建模方法

权利要求书

1.高铁大跨度混合梁斜拉桥与无砟轨道相互作用建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：建立大跨度斜拉桥模型和混合梁用梁单元模拟，混合梁(17)采用截面为钢梁与混凝土桥面板的梁单元模拟，斜拉桥(1)的桥塔(2)和混凝土桥面板采用非线性纤维梁单元模拟，斜拉索(6)采用索单元模拟，桥墩与梁塔间的阻尼支座(18)采用非线性弹簧模拟；

S2：建立大跨度斜拉桥上的无砟轨道模型，轨道板(22)和底座板(23)采用非线性纤维梁单元模拟，钢轨(21)采用梁单元模拟，并模拟钢轨(21)的伸缩调节器(16)对无砟轨道模型的影响，扣件(7)纵横向阻力、弹性垫层(11)采用非线性弹簧模拟，所述轨道板(22)与底座板(23)之间的聚丙烯土工布(8)、凸形挡台、底座板(23)与桥梁(24)之间的剪力钉(13)和墩顶抗推刚度采用线性弹簧模拟；

S3：对无砟轨道模型施加温度、竖向活载和列车制动，并研究模型中钢轨(21)、轨道板(22)、底座板(23)的受力规律。

2.根据权利要求1所述的高铁大跨度混合梁斜拉桥与无砟轨道相互作用建模方法，其特征在于，所述步骤S1中通过定义混凝土材料的非线性，采用Takeda滞回模型模拟钢筋混凝土，其次采用Mander-Confined模型模拟箍筋的约束作用。

3.根据权利要求1所述的高铁大跨度混合梁斜拉桥与无砟轨道相互作用建模方法，其特征在于，所述步骤S2中的扣件(7)纵横向阻力、弹性垫层(11)的非线性约束参数，轨道板(22)与底座板(23)、底座板(23)与桥梁(24)的线性约束参数按照现行规范或实测结果取值。

4.根据权利要求1所述的高铁大跨度混合梁斜拉桥与无砟轨道相互作用建模方法，其特征在于，所述步骤S2中将钢轨伸缩调节器(16)考虑成一个断轨(9)，模拟其对无砟轨道模型的影响。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的高铁大跨度混合梁斜拉桥与无砟轨道相互作用建模方法，其特征在于，所述步骤S1中在混合梁中性轴处采用带刚臂的梁单元模拟桥梁主体，并采用空间鱼骨模型进行模拟大跨度斜拉桥模型。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的高铁大跨度混合梁斜拉桥与无砟轨道相互作用建模方法，其特征在于，所述步骤S2中常阻力和小阻力扣件(7)纵向阻力按下式取值：

式中，r_常L为常阻力扣件纵向阻力，单位为kN；r_小L为小阻力扣件纵向阻力，单位为kN；x为钢轨与承轨台之间的相对位移，单位为mm。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的高铁大跨度混合梁斜拉桥与无砟轨道相互作用建模方法，其特征在于，所述步骤S2中扣件(7)横向阻力按下式取值：

式中，r_H为扣件横向阻力，单位为kN，钢轨与轨枕间横向相对位移x，单位为mm；所述扣件的垂直刚度取值为35kN/mm。