(編輯文檔)橋梁上無碴軌道設(shè)計(jì)

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1、橋梁上無碴軌道設(shè)計(jì)介紹第1.5章1.5.1節(jié)至1.5.6節(jié)新方案I.底座板檢算II.底座板與橋梁連接的檢算III.端刺的計(jì)算設(shè)計(jì)（底座板在路堤上的固定點(diǎn)）既有方案IV.根據(jù)德國(guó)橋上無碴軌道既有方案HFF-Brü進(jìn)行軌道板的檢算1.5.1-1.5.7用于京津線上新橋梁方案I.底座板檢算A.1鋼軌扣件，底座板彎曲應(yīng)力A.1.1概述/計(jì)算依據(jù)作為力學(xué)模型，取32m單跨簡(jiǎn)支梁作為不利情況的依據(jù)。兩個(gè)并列的單跨橋作為一個(gè)模型，見圖6.1梁端突出56cm，兩橋間距10cm（支座的尺寸/布置見設(shè)計(jì)圖紙第51.26）圖6.1:力學(xué)模型圖6.2:橋梁接縫的橫斷面鋼軌使用中國(guó)CHN60鋼軌，和德

2、國(guó)使用的UIC60型鋼軌大致相同。圖6.3:橋梁接縫的縱斷面A.1.2系統(tǒng)模擬通過建立一個(gè)有限元計(jì)算模型，用各個(gè)不同的截面來模擬橋梁底座混凝土板，博格軌道板和鋼軌。對(duì)底座混凝土板和軌道板，既分析了狀態(tài)I（無裂縫）也分析了狀態(tài)II（開裂）下的受力情況。對(duì)于開裂狀態(tài)下的受力情況參照文獻(xiàn)[5],第1.3.2節(jié)，取值在無開裂狀態(tài)下的混凝土截面彎曲剛度和伸縮剛度的60%。這個(gè)值介于在拉應(yīng)力作用的36%和彎曲應(yīng)力作用的65%。各個(gè)截面之間采用彈簧。底座混凝土板和軌道板之間的連接采用彈簧進(jìn)行模擬（彈簧系數(shù)見下文）。鋼軌通過承軌臺(tái)與軌道板彈性連接。承軌臺(tái)的剛度，也就是彈簧系數(shù)取其上限值：cd

3、yn=60kN/mm。在橋梁上部結(jié)構(gòu)和底座混凝土板之間的一層5cm厚硬泡沫塑料5000范圍內(nèi)安設(shè)一個(gè)出現(xiàn)拉應(yīng)力時(shí)即失效的彈簧。在硬泡沫塑料5000旁邊的范圍內(nèi)也安設(shè)壓力彈簧。彈簧系數(shù)圖6.4:系統(tǒng)模擬和彈簧的布置底座混凝土板與軌道板之間的彈簧Ec=33000MN/m2每米Kz=板寬*彈簧間距*Ec/m=33000*2,95m*2*0,1625m=31638MN/m=31638750kN/mkx=40kN/mm=40000kN/m見試驗(yàn)報(bào)告[7]底座混凝土板與硬泡沫塑料板間的彈簧(Fz=1,0kN)Cm=(0,54+0,57+0,52+0,43)/4N/mm3（[2],附件22

4、，圖8）Cm=0,515N/mm3kz=Cm*板寬*彈簧間距=0,515*2950mm*2*162,5mm=493756N/mm=493756kN/m鋼軌與軌道板-承軌臺(tái)之間的彈簧cstat=31kN/mmcdyn=51kN/mmcdyn=60kN/mm連接用壓力彈簧(Fz=1,0kN)Ec=33000MN/m2每米kz=板寬*彈簧間距*Ec/m=33000*2,95m*2*0,1625m=31638MN/m=31638750kN/mA.1.3設(shè)計(jì)荷載單個(gè)工況在此計(jì)算分析中只考慮了恒載（自重），收縮和徐變，線性溫差和根據(jù)DIN-Fachbericht101作用在橋梁上的荷載，

5、溫差的恒值以及制動(dòng)力必須另外考慮。因此在此計(jì)算分析中計(jì)算出的應(yīng)力并沒有反映出可能出現(xiàn)的最大應(yīng)力，最終的計(jì)算設(shè)計(jì)是在考慮了所有荷載以及考慮了在所有荷載下的應(yīng)力的組合后才能完成。LF1恒載+預(yù)應(yīng)力對(duì)承軌臺(tái)的檢算可不考慮橋梁上部結(jié)構(gòu)的自重以及預(yù)應(yīng)力。由自重和預(yù)應(yīng)力引起的變形通過底座混凝土板的混凝土灌注做成就地灌筑混凝土板而重新獲得補(bǔ)償。LF2二期恒載在鋼軌鋪設(shè)前，出現(xiàn)由二期恒載引起的變形，因此施加二期恒載后的鋼軌可以沒有應(yīng)力地鋪設(shè)。但是對(duì)底座混凝土板的荷載，要將二期恒載計(jì)算在內(nèi)。博格板式無碴軌道底座混凝土板和軌道板的自重在超高范圍里最大為DΔg=73kN/m每條線LF3,4沉降各個(gè)

6、橋墩的沉降差為Δs＝±1.5cmLF5,6橋墩扭曲變形（因牽引力/制動(dòng)力引起的以及由墩基的扭曲變形引起的橋墩變形）LF7“溫差“上熱下冷”[3]ΔTM,pos=-10°K*Ksur=10°K*0,6=-6°KKsur=0,6基于安全方面考慮，采用有碴道床的折減系數(shù)。盡管實(shí)際上，橋梁表面由一層超過300mm的表層，但這層表層不是覆蓋在整個(gè)橋梁的表面，而是在兩線的下方。LF8“溫差上冷下熱”[3]DΔTM,neg=5°K*Ksur=5°KKsur=1,0LF9徐變和收縮如果從下列情況出發(fā)，即鋼軌在施加預(yù)應(yīng)力后約60天鋪設(shè)，那么只需考慮在t=60d–∞.期間內(nèi)由徐變和收縮引起的變形

7、。將這種荷載作為溫度荷載情況輸入包括上部結(jié)構(gòu)主梁上面和底面之間的線性溫差，溫差是這樣選擇的，即由此產(chǎn)生的變形相當(dāng)于通過徐變和收縮引起的變形。DΔt=-14,1K*rsup=-14,4*1,1=15,8KLF活載活載選用ZK-活載，相當(dāng)于80%UIC71豎向活載動(dòng)力系數(shù)計(jì)算剪力時(shí)F計(jì)算彎矩時(shí)F2活載作用在軌頂面上，選用兩種活載圖示（圖示1和2），將活載圖示在梁上推進(jìn)。圖式1（作用于每線）圖示2（作用于每線）從在橋上推進(jìn)的活載圖式，找出截面應(yīng)力及彈簧力受力最大時(shí)活載圖式的位置。荷載組合:由于計(jì)算是采用二階理