考虑加载历史的小半径曲线桥梁梁轨相互作用分析.pdfVIP

第21卷第3期铁道科学与工程学报Volume21Number3

2024年3月JournalofRailwayScienceandEngineeringMarch2024

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.

考虑加载历史的小半径曲线桥梁

梁轨相互作用分析

111,2

于向东，宋浩，敬海泉

(1.中南大学土木工程学院，湖南长沙410075；

2.高速铁路建造技术国家工程研究中心，湖南长沙410075)

摘要：目前，大部分考虑加载历史的梁轨相互作用研究都集中在直线桥梁上，针对曲线桥梁，尤其是小半径曲线桥梁，

梁轨相互作用的研究相对较少。采用理想弹塑性滞回阻力模型模拟扣件纵向阻力，运用有限元软件，建立以城东特大桥为

研究对象的钢轨−桥梁−墩台三维有限元空间力学计算模型，研究曲线半径对于梁轨相互作用的影响，探究了多荷载耦合作

用、往复荷载作用以及循环荷载作用下考虑加载历史效应的曲线桥梁梁轨相互作用情况，并提出“拉力百分比”以及“压

力百分比”的概念以便分析曲线半径对传统线性叠加法误差的影响。结果表明，曲线桥梁中梁轨纵、横向相互作用分别与

曲线半径成正、反比，相关数据改变幅度与曲线半径成反比且当曲线半径超过800m时基本收敛，此时可采用“以直代曲”

的简化算法；曲线半径对于横向梁轨相互作用影响程度大于纵向，相较于挠曲、制动工况，伸缩工况受曲线半径影响更加

显著；多荷载耦合作用下，采用传统线性叠加法相较于考虑加载历史更为保守且温度荷载起主要贡献；考虑加载历史时钢

轨在往复荷载作用下会产生不可忽视的残余内力，且在循环荷载作用下将会产生收敛于第1次往复荷载下的残余内力，这

是扣件纵向阻力的弹塑性滞回特性决定的；线性叠加法误差与曲线半径具有相关性，相较于挠曲、制动工况，伸缩工况下

对其更为敏感。研究结果可为考虑加载历史下曲线桥梁结构设计提供参考。

关键词：加载历史；曲线半径；无缝线路；梁轨相互作用；多荷载耦合；线性叠加法误差

中图分类号：U213.212文献标志码：A开放科学(资源服务)标识码(OSID)

文章编号：1672-7029（2024）03-1079-11

Analysisoftrack-bridgeinteractionforsmallradius

curvedbridgesconsideringloadinghistory

111,2

YUXiangdong,SONGHao,JINGHaiquan

(1.SchoolofCivilEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410075,China;

2.NationalEngineeringLaboratoryforHigh-speedRailwayConstruction,Changsha410075,China)

Abstract:Atpresentmostoftheresearchontrack-bridgeinteractionconsideringloadinghistoryisfocusedon

linearbridges,forcurvedbridges,especiallythosewi