悬索桥初始内力与几何非线性对梁轨相互作用的影响

更新时间:2023-05-28

【摘要】依据梁轨相互作用原理,提出了基于悬索桥成桥变形状态重构道床纵向阻力位移-力曲线的方法,并从存在初始位移的5×32 m简支梁桥上无缝线路钢轨受力和变形两方面验证了重构方法的可行性;结合多单元建模方法与U.L.列式法,建立了考虑悬索桥初始内力和几何非线性的线-梁-索-缆-塔空间计算模型,以某(2×84+1 092+2×84) m大跨悬索桥为例,对比分析了不同工况下悬索桥初始内力与几何非线性对梁轨相互作用的影响。分析结果表明:提出的道床纵向阻力重构方法能够避免桥梁初始变形对梁轨相互作用的影响,使悬索桥上无缝线路计算模型能考虑初始内力的影响;主缆垂度效应对各工况下梁轨相互作用的影响不足1%,计算中可忽略该因素;悬索桥初始内力主要影响挠曲、制动及断轨工况,可使挠曲力、制动力及断缝值分别降低22.4%、12.7%和9.3%;大变形效应不仅可以改变挠曲力分布规律,还可大幅减小断缝值,降幅达22.4%;建议悬索桥上无缝线路在挠曲、制动及断轨工况下应考虑初始内力与大变形效应的影响,伸缩工况下可将悬索桥简化为同等跨度的跨中纵向约束、梁端自由的连续梁桥进行计算;建立的计算模型可为悬索桥上无缝线路设计提供精确的仿真结果。

【关键词】 铁道工程 无缝线路 对比分析 梁轨相互作用 悬索桥 初始内力 几何非线性

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