一种铁路特大桥梁无砟轨道无缝线路的简化设计方法

摘要

本发明公开了一种铁路特大桥梁无砟轨道无缝线路的简化设计方法，该方法的步骤包括利用ANSYS软件对特大跨桥上无缝线路结构进行模拟仿真S1；建立铁路特大桥梁无砟轨道无缝线路纵横垂直向空间耦合静力学模型，建模对象包括钢轨、扣件、轨道板、弹性橡胶垫层、限位凸台、桥梁和桥墩S2；对所述耦合静力学模型进行静力学分析S3。本发明所述技术方案在简化设计方法的基础上，能够准确有效的对铁路无缝线路-无砟轨道-特大跨桥梁系统静力进行分析，充分考虑了梁轨相互作用关系，尽量按实际状态完成对轨道结构的建模，在保证模型的细致、完整、准确的前提下，简化了计算模型，相对传统建模方法在设计上具有明显的改进。

主权项

一种铁路特大桥梁无砟轨道无缝线路的简化设计方法，其特征在于，该方法的步骤包括S1、利用ANSYS软件对特大跨桥上无缝线路结构进行模拟仿真；S2、建立无砟轨道无缝线路大跨度桥梁纵横垂直向空间耦合静力学模型，建模对象包括钢轨、扣件、轨道板、弹性橡胶垫层、限位凸台、桥梁和桥墩，该步骤包括S21、钢轨选用梁单元进行模拟，按实际截面属性建模，考虑钢轨的截面积、惯性矩以及扭转弯矩参数，钢轨按照支承节点划分单元，全面考虑钢轨的纵、横、垂向线位移及转角；S22、扣件采用弹簧单元进行模拟，全面考虑扣件的纵向阻力、横向刚度和垂向刚度，扣件的阻力和刚度均根据实测值取值；S23、轨道板在全桥范围内连续铺设，采用实体单元进行模拟，全面考虑各部分结构的几何尺寸和物理属性；S24、梁选用梁单元进行模拟，按实际截面属性建模，考虑桥梁的截面积、惯性矩以及扭转弯矩参数；S25、轨道板与桥梁间设置了一层弹性垫层用来减小桥梁温度变形对无砟轨道结构的影响及车辆的振动冲击，弹性橡胶垫层采用线弹簧单元进行模拟，即在距离轨道板底面等于弹性垫层厚度的位置设置一层桥梁梁面节点，这些节点与每个轨道板底面节点的横、纵坐标一一对应，同时位于桥梁梁单元之上，轨道板底面的单元节点与对应的桥梁梁面节点用弹簧单元相连接形成的线弹簧单元能够模拟弹性垫层的纵横向阻力和垂向刚度；S26、在轨道结构底部设置限位凸台，限位凸台采用弹簧单元进行模拟；S27、梁面节点与桥梁梁单元间采用刚性单元MPC184进行连接，由于位于同一横坐标平面内的一个桥梁梁单元节点对应多个梁面节点，因此每个梁面节点均与梁单元节点用MPC184单元进行连接，梁面节点间相互不连接；S3、对所述耦合静力学模型进行静力学分析。