[发明专利]纵连板式无砟轨道与桥梁纵向相互作用分析方法及系统

摘要

本发明涉及铁道工程应用计算与设计技术，公开一种纵连板式无砟轨道与桥梁纵向相互作用分析方法及系统，为不同气候环境下桥上纵连板式无砟轨道及下部基础设计提供重要支撑。本发明公开的分析方法包括：分别建立纵连板式无砟轨道‑桥梁温度场计算模型和纵连板式无砟轨道‑桥梁‑桥梁墩台纵向相互作用模型；然后用这些模型研究在服役期间列车纵向荷载、无砟轨道混凝土温度和混凝土收缩荷载、桥梁温度荷载、断板荷载、断轨荷载等纵向荷载下纵连板式无砟轨道‑桥梁‑桥梁墩台相互作用。本发明力学模型考虑了裂缝的开裂和闭合效应及钢筋混凝土纵向相互作用，更加精细；荷载模型考虑了不同气候环境下温度特性的不同，更加完善。

主权项

1.一种纵连板式无砟轨道与桥梁纵向相互作用分析方法，其特征在于，包括：确定桥上纵连板式无砟轨道在服役期间的最低温度；考虑无砟轨道施工温度、无砟轨道在服役期间的最低温度及无砟轨道混凝土收缩的影响，得到无砟轨道在服役期间的最大等效温降幅度；建立初始的纵连板式无砟轨道—桥梁—桥梁墩台纵向相互作用模型，将所有预裂缝处纵向连接单元设置为纵向弹簧单元，同时将无砟轨道在服役期间的最大等效温降幅度输入到纵连板式无砟轨道—桥梁—桥梁墩台纵向相互作用模型，进行纵连板式无砟轨道—桥梁—桥梁墩台纵向相互作用求解，分别求出每一预裂缝处纵向连接单元的纵向相互作用力，判断预裂缝处纵向连接单元的最大纵向拉力是否大于无砟轨道混凝土抗拉强度所能承受的纵向拉力，如果是，确定无砟轨道混凝土在预裂缝处纵向连接单元的最大纵向拉力预裂缝处形成贯通裂缝，并在无砟轨道—桥梁—桥梁墩台纵向相互作用模型中将该贯通裂缝处纵向连接单元修正为只能承受压力的接触单元；将无砟轨道在服役期间的最大等效温降幅度输入到修正后的纵连板式无砟轨道—桥梁—桥梁墩台纵向相互作用模型，重新进行纵连板式无砟轨道—桥梁—桥梁墩台纵向相互作用求解，分别求出剩余各预裂缝处纵向连接单元的纵向相互作用力，判断剩余预裂缝处纵向连接单元的最大纵向拉力是否大于无砟轨道混凝土抗拉强度所能承受的纵向拉力，如果是，确定无砟轨道混凝土在剩余预裂缝处纵向连接单元的最大纵向拉力预裂缝处形成贯通裂缝，并在无砟轨道—桥梁—桥梁墩台纵向相互作用模型中将该贯通裂缝处纵向连接单元也修正为只能承受压力的接触单元；依次循环，直至剩余的所有预裂缝处纵向连接单元的纵向拉力均小于无砟轨道混凝土抗拉强度所能承受的纵向拉力，得到最终的纵连板式无砟轨道—桥梁—桥梁墩台纵向相互作用模型；根据最终的纵连板式无砟轨道—桥梁—桥梁墩台纵向相互作用模型进行无砟轨道各部件各组合荷载下的纵向力分析。