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大跨度混合梁斜拉橋-軌道系統受力特性
關鍵詞：軌道工程 斜拉橋 無縫線路 縱向力 黏滯阻尼器
摘要：研究目的:考慮結構剛度-質量不平順、熱膨脹系數、導熱率等差異,為研究大跨度混合梁斜拉橋與軌道系統的非線性互制作用,基于梁軌相互作用原理,采用帶剛臂的梁單元模擬梁體,用非線性桿單元模擬梁軌接觸,并與UIC算例對比以驗證其正確性。以(2×57.5+172.5+600+4×57.5)m跨西江混合梁斜拉橋為例,建立考慮橋塔、拉索、主梁、軌道以及相鄰橋跨的高速鐵路大跨度混合梁斜拉橋梁軌相互作用模型,分析溫度、活載、列車制動以及地震作用下斜拉橋上無縫線路縱向力的分布特征,并對關鍵設計參數的影響進行探討。研究結論:(1)在斜拉橋兩端設置鋼軌伸縮調節器可大幅降低梁端處鋼軌溫度應力峰值,鋼軌溫度應力主要由溫升幅度較高的鋼箱梁段控制;(2)豎向活載和列車制動作用下橋塔均承受著較大的水平力;(3)地震作用下,斜拉橋跨中鋼軌也承受著較大的應力,梁段質量分布情況對鋼軌應力和位移具有較大的影響;(4)塔梁相接處設置的黏滯阻尼器可有效減少列車制動和地震過程中橋塔承受的縱向力;(5)本研究成果對大跨度混合梁斜拉橋關鍵結構設計優化具有參考價值。
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