无砟轨道空间杆系动力分析模型.pdfVIP

第 4期 无砟轨道空间杆系动力分析模型 23 对象，建立梁一梁格空间杆系、梁一鱼骨梁空间杆 系和梁一实体 3种无砟轨道空间动力分析模型，通 过静、动力性能检验，验证空间杆系模型在无砟轨 道动力分析中的可靠性。 无砟轨道结构动力分析模型 图4 轨道结构的实体模型 无砟轨道结构系统通常由钢轨、扣件、轨道 板、底座和填充层等组成。以图3所示的1种典型 单元式无砟轨道结构为分析对象 (钢轨为60 · ITI轨 ，扣件间距0．7rn，轨道板厚 0．24m，单块 板含4组扣件，轨道板长 2．731TI，轨道板下为弹 性支撑，采用中心限位结构)，分别采用实体单元 法、梁格法和鱼骨梁法建立轨道结构动力分析模 型。3种模型中钢轨均采用欧拉梁单元，钢轨与单 元板之间采用弹簧阻尼体系连接。在实体单元模型 中，轨道板采用实体单元模拟，轨道板下为均匀弹 、 性支撑，扣件系统采用多弹簧与铁垫板综合模拟， i≥ 其动力分析模型如图4所示。在梁格模型中，根据 轨道结构的受力特点，轨道板在纵向对应每根钢轨 离散为 2根纵梁，在横向对应每组扣件分别建立相 ◆ 应横梁，赋予纵梁和横梁截面特性c1，梁格下为 离散弹性支撑，其动力分析模型如图5所示。在鱼 骨梁模型中，每块轨道板采用 l根纵梁模拟，轨道 板上与钢轨相连的节点与纵梁间采用刚臂连接，纵 2 无砟轨道结构静力分析 梁为鱼骨，刚臂为刺梁，纵梁下为离散弹性支撑， 其动力分析模型如图6所示。 2，1 静载下各模型计算值 钢轨 分别对 3种模型施加单轴荷载，单轴加载又分 为2轮对称加载和 2轮偏载。对称加载时，左右轮 荷载均为 240kN；偏载时，左轮荷载为240kN， 右轮荷载为 120kN。单块轨道板内的4组扣件从 预制轨道板 限位结构 充填层 轨道板一端起编号依次为 1—4 扣件。轴载施加 图3 轨道结构断面图 在钢轨上的位置分别对应轨道板板中、2扣件和 板端 1#扣件。实体模型中轨道板应力取截面板底 平均值，鱼骨梁模型中轨道板位移考虑板的扭转。 对称和偏载加载时的计算结果分别见表 l和表 2。 表 1 对称加载时各模型计算的位移和应力 24 中 国 铁 道 科 学 第 37卷 表2 偏载加载时各模型计算的板中位移和应力 《 由表 1和表2可见：3种模型的计算结果基本 2．2 静载下计算值与试验值对 比 一 致；对称加载和偏载加载计算结果的规律基本一 在室内进行单块轨道板实尺模型的静载试验， 致；在 1扣件、2扣件和板中位置加载时，钢轨 荷载作用下的室内实尺模型如图9所示。对板中分 及轨道板位移一致，位移最大差小于 2 ，应力最 别施加 160，240，320和 384kN的荷载，测试不 大差小于 7 ，即小于0．12M