[发明专利]铁路高墩大跨桥梁轨道的变形控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轨道的变形控制方法，特别涉及一种高墩大跨度桥梁轨道变形控制方法，属于轨道交通控制领域，是实现轨道交通安全平稳运行的控制方法，属于交通运输轨道的管理、控制领域。

背景技术

近年来，随着铁路建设的快速发展和桥上铺设无缝线路技术的进步，桥梁在线路中所占比例逐渐增大，线路不可避免地需要跨越交通干线、陡峭峡谷、宽广河流等特殊地段，为了满足线路跨越横穿这些地段的要求，大量的高墩大跨桥梁(如高墩大跨连续刚构桥、长联高墩连续梁桥及多跨高墩简支梁桥等)相继出现。

由于这些桥梁本身结构特点的特殊性(如结构零部件多、结构受力传力路径广等)、相邻桥梁结构间构造差异的悬殊性(如梁体刚度差异、梁体材料差异及墩台刚度差异等)及桥址地段自然环境条件的复杂性(如大等级自然风、变化多端温度场等)等因素的影响，在这些桥梁结构上铺设无缝线路以后，桥上无缝线路的受力变形、桥梁结构的受力变形及线桥之间的相互影响规律都将会与普通简支梁桥、连续梁桥有较大的差别。

但目前，关于桥上无缝线路技术的既有研究工作和总结归纳形成的成熟应用经验主要针对普通简支梁桥、连续梁桥和连续钢桁梁桥等展开。因此，有必要充分考虑高墩大跨结构桥梁的高墩和大跨两个重要特点，着重研究桥梁结构在自然风场、温度场等多场影响下桥梁结构及无缝线路受力变形规律，为高墩大跨结构桥桥上无缝线路设计提供指导。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中轨道交通建设过程中桥梁比例不断增加，线路复杂性增强，现有技术中缺少高墩大跨桥梁轨道变形控制方法的不足，提供一种大跨桥梁轨道的变形控制方法。本发明的轨道变形控制方法能够很好的控制轨道的形变量，保证轨道的结构稳定性和安全性，显著的改善机车运行的安全性、平稳性和舒适性，使得轨道交通的服务质量更上一个台阶。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种高墩大跨桥梁轨道变形控制方法，通过有限元法分析高墩大跨桥梁模型，计算风载荷、温度变化、行车工况和/或制动工况下，轨道形变是否符合规范要求。

上述控制方法特别是应用于铁路高墩大跨桥梁轨道变形控制方法。

进一步，上述高墩大跨桥梁轨道变形控制方法主要是控制，桥梁所在地区温度变化的情况下，桥梁的形变和轨道的形变，根据相应的情况调整桥梁建设参数和/或轨道铺设的方式方法。

更具体的来说，上述的高墩大跨桥梁轨道变形控制方法，可以具体采用如下的方式进行实施，简化控制方法的流程。

一种高墩大跨桥梁轨道变形控制方法，根据高墩大跨桥梁的情况进行控制，包括以下项目：

1)断轨工况：检验计算断轨工况下，断轨位置的断缝长度，无缝线路断缝长度≤70mm。

2)强度检算：

钢轨强度检算公式为：

式中σ_s为考虑了焊接接头质量的钢轨屈服强度；K为安全系数，一般取为1.0-1.3，最好是1.0或1.3，考虑了钢轨疲劳应力、残余应力、焊接接头缺陷因素的影响；σ^底d为轨底边缘动弯应力；σ_t为钢轨最大温度应力；σ^f为钢轨最大附加应力；σz为钢轨牵引/制动应力。

钢轨强度检算钢轨应力≤352MPa。

3)风载荷作用：分析风载荷在沿线路方向、处置线路方向和横向风载荷的影响，确保列车的安全性、平稳性。

4)温度载荷作用：获取桥梁所在地区的年温度极差值，计算桥墩温度变化所引起的线路竖向不平顺，控制长波不平顺不得超出规范要求。

将桥墩纵向温差荷载与梁体温差荷载耦合计算，控制线路不平顺不得超出规范要求。

其中，空心桥墩温差曲线根据以下公式计算：T_x＝T₀e^-βx

当桥墩壁厚≥100cm时，T₀＝10；当桥墩壁厚＝30cm时，T₀可取7；壁厚在30-100cm之间时，采用线性插值；指数β在8左右，优选β＝7-9，最好是β＝7.5-8.5。

5)桥墩沉降：高墩大跨桥梁桥墩均匀沉降≤15mm。

进一步，还包括：(6)对于有砟道轨，在钢轨最大温升达到40℃的环境中，桥梁温跨超过377m时，铺设小阻力扣件；当钢轨最大温升达到50℃以后，桥梁温跨超过328m，铺设伸缩调节器。

进一步，还包括：(7)当连续梁长度超过400m以后，都铺设小阻力扣件。