[发明专利]一种桥上无缝线路设计方法、系统及电子设备

说明书

本发明公开了一种桥上无缝线路设计方法、系统及电子设备,其中，所述方法包括：接收输入的桥上无缝线路的结构设计参数，所述结构设计参数包括桥梁结构设计参数、轨道结构设计参数和桥跨布置参数；利用所述结构设计参数进行参数化建模，得到桥上无缝线路有限元模型。上述方法采用了参数化建模方法，可以快速、便捷地得到桥上无缝线路在不同结构设计参数下的有限元模型，既避免了重复性建模工作，缩短了设计周期，又可实现对桥上无缝线路的高效、高精度分析。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，特别是涉及一种桥上无缝线路设计方法、系统及电子设备。

背景技术

近年来，我国轨道交通得到了迅猛发展。其中，高架桥凭借其沉降低、占地少及工期短等明显优势得以越来越广泛的应用，考虑桥上无缝线路的受力情况与地下线路有着明显的不同，钢轨除了受列车荷载、温度荷载等影响外，还会受到因桥梁伸缩或挠曲变形而产生的纵向附加力的影响，故在桥上无缝线路的设计过程中，需要对温度、列车荷载作用下的桥上无缝线路进行检算，以确保钢轨、桥跨结构及墩台等结构满足对应的强度条件、稳定条件以及钢轨断缝条件要求，进而指导线路工程设计。

现有技术通常采用有限元分析软件建立梁轨相互作用模型，以实现梁轨相互作用的模拟仿真。然而，这类设计方法所构建的模型单元数量较多，且无法实现参数化，导致建模速度和计算速度均较慢；另一方面，城市轨道交通中的桥梁类型、桥梁跨数及多种桥梁的组合形式往往复杂多样，当桥梁的形式以及不同桥梁形式的组合发生改变时，现有的设计方法还需重复建模，往往工作效率低下。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种桥上无缝线路设计方法、系统及电子设备，能够实现桥上无缝线路有限元模型构建的参数化，并有效提升建模和计算效率。

第一方面，本发明提供一种桥上无缝线路设计方法，包括：

接收输入的桥上无缝线路的结构设计参数，所述结构设计参数包括桥梁结构设计参数、轨道结构设计参数和桥跨布置参数；

利用所述结构设计参数进行参数化建模，得到桥上无缝线路有限元模型。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：基于预设荷载条件对所述桥上无缝线路有限元模型进行模拟计算；

根据模拟计算结果验证所述桥上无缝线路有限元模型是否符合设计规范；若不符合，调整所述桥上无缝线路的所述结构设计参数。

在一种可能的实现方式中，所述基于预设荷载条件对所述桥上无缝线路有限元模型进行模拟计算，具体为：

计算所述桥上无缝线路有限元模型在预设荷载条件下的纵向附加力和断轨轨缝；其中，所述荷载条件包括温度荷载和列车荷载，所述纵向附加力包括温度力、挠曲力、制动力和断轨力。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：根据所述模拟计算结果确定所述桥上无缝线路有限元模型中是否需要模拟伸缩调节器；若需要，则基于所述模拟计算结果调整所述结构设计参数中的轨道结构设计参数。

在一种可能的实现方式中，所述桥上无缝线路有限元模型包括钢轨、扣件、桥梁以及桥梁支座，所述利用所述结构设计参数进行参数化建模，具体为：

采用弹簧单元模拟所述扣件和所述桥梁支座；采用梁单元模拟所述钢轨和所述桥梁；其中，

所述桥梁中包含梁缝，所述梁缝基于所述结构设计参数中的桥跨布置参数生成。

在一种可能的实现方式中，所述梁缝基于所述桥跨布置参数生成，具体为：

根据所述桥跨布置参数确定所述桥梁中的梁缝位置；

删除所述梁缝位置所对应的梁单元，生成所述梁缝。