客运专线无渣轨道结构及施工技术 II型板式无砟轨道设计原理与方法重点培训.ppt

取两跨简支梁模型进行梁端轨道弯曲受力状况分析，支座距梁端的距离取0.56m，梁缝宽0.1m，分析模型如图所示。 梁端转角处轨道系统主要有CHN60钢轨、轨道板、底座混凝土板、硬质泡沫塑料和锚固螺栓组成，如图所示。对底座混凝土板和轨道板，考虑了运营过程中开裂的情况，并分别按照状态I（无裂缝）和状态II（开裂）进行分析。在开裂状态下将底座混凝土板和轨道板的轴向刚度和弯曲刚度折减60%。 二期恒载 0.21‰ 0.8UIC71 0.74‰ 温差荷载(顶板降温) 0.32‰ 不均匀沉降 0.50‰ 徐变变形(上拱) - 小计 1.77‰ 利用上述Sofistik模型考察荷载组合作用下梁端轨道结构的受力状态和扣件上拔力，荷载作用按转角的形式施加，各种荷载作用下转角统计如下： 根据上述结果，确定强度检算和疲劳检算荷载： 强度检算：1.5×2×1.77‰=5.31‰ 疲劳检算：0.74‰；双线活载 钢轨扣件的检算(LF100) 根据Sofistik软件计算结果，由工况 LF100得出钢轨扣件最大上拔力为：Fvorh= 5.95 kN (4.21 kN) 各种钢轨扣件的允许上拔力为： IOARV 300 允许值 Fu= 12 kN Fa. WBG 允许值 Fu= 27 kN 特殊扣件 可知：Fvorh =5.95kN允许Fu= 12 kN 对承轨台无特殊要求，也无须特殊扣件。 底座混凝土板的检算(LF200) 对于底座混凝土检算时，考虑底座混凝土板因水化热作用已出现开裂，底座混凝土刚度减弱，只有状态I（无开裂状态）时的60 %，另外，在上述设计计算中，不考虑同时产生拉应力情况。实际产生的拉应力，例如由降温，列车通过或制动引起的拉应力，会导致出现法向拉力，并使得混凝土完全退出工作，在极限情况下刚度下降到仅计配筋刚度的水平。另外，随着底座混凝土板刚度降低由桥梁主梁弯曲所产生的底座板的弯矩也会下降。 计算弯矩：Mgesamt= 75 kN?m (87 kN?m) 计算剪力：Vgesamt = -181 kN (251 kN) 设计中认为不需要底座混凝土板当作抗弯承重构件，荷载通过压力自己直接传递到桥梁主梁上，而不在底座混凝土板内产生弯曲应力。 抗疲劳检算 按0.8 UIC71 计算：M Max = 22.6 kN?m 活载组合系数：ψ1 = 0.8 故： ψ1 ×M Max=18 kN?m 工况荷载下的零应变线 底座混凝土板制动和牵引力受力状况分析 列车的制动/牵引荷载引起的水平力通过连续的轨道结构分配在各个下部结构上，是设计计算整个系统所有部分的依据。在制动/牵引工况分析中，首先应明确，设计认为桥梁上部结构和底座混凝土板之间的滑动层间不传递水平力。 作用在钢轨上的水平荷载首先通过承轨台传递至轨道板/底座混凝土板，在桥跨结构范围内，作用在底座混凝土板上的水平荷载只通过水平固定点传递到桥梁结构上；在桥台以外两侧摩擦板范围，设计认为从桥梁上部传来的水平力首先通过摩擦板逐步传递至路基，而后最后将剩余的水平力全部锚固在端刺内，认为桥梁上部的水平力不影响端刺以外的轨道结构。设计将底座混凝土板视作只承受法向力的杆件。 桥梁纵向力在各桥跨间荷载传递的程度取决于桥跨间连接刚度和各墩顶水平刚度，各个结构构件分配的荷载明显受各自刚度的影响。与桥上有砟轨道线路和其它桥梁无砟轨道线路不同是，博格新方案中底座混凝土板、轨道板连续铺设的方案使得桥跨间连接刚度明显增大。 底座混凝土板的刚度取决于裂缝的发展程度，实际刚度无法准确预测，它取决于多种因素，例如由收缩、温度等引起裂缝的形成等。因此需要进行极值研究，以确定可能出现的最大反力或内力，且应按不同的目标值加以区分。如果要计算底座混凝土板的最大法向力，则底座混凝土板刚度取上限值；如果计算作用在桥墩上的最大水平力，底座混凝土板的刚度取下限值。此外，开裂的底座混凝土板其抗拉刚度降低程度较抗压刚度大的多，所以必须分析在承重结构不同位置上抗压刚度和抗拉刚度之间的多种组合，以便能够确定最不利的状态。 通过选取整个系统的一部分来计算钢轨、轨道板和底座混凝土板由制动产生的法向力。为得到钢轨、轨道板和底座混凝土板水平传递荷载和由墩顶水平荷载，必需选取整个系统中的一段线路进行非线性计算，选段长度至少为1000 m。设计首先对三种模型进行分析计算，具体如下： 模型I：由路堤到简支桥跨的过渡状态 65m路基+100m摩擦板+25×33m（25跨32m的简支梁） 模型II：简支桥跨状态 50×33m（50跨32m简支梁） 模型III：连续桥跨状态 20×33m+（60+100+60）m（连续梁）+20×33m（