[发明专利]一种铁路特大桥梁无砟轨道无缝线路的简化设计方法

权利要求书

1.一种铁路特大桥梁无砟轨道无缝线路的简化设计方法，其特征在于，该方法的步骤包括

S1、利用ANSYS软件对特大跨桥上无缝线路结构进行模拟仿真；

S2、建立无砟轨道无缝线路大跨度桥梁纵横垂直向空间耦合静力学模型，建模对象包括钢轨、扣件、轨道板、弹性橡胶垫层、限位凸台、桥梁和桥墩，该步骤包括

S21、钢轨选用梁单元进行模拟，按实际截面属性建模，考虑钢轨的截面积、惯性矩以及扭转弯矩参数，钢轨按照支承节点划分单元，全面考虑钢轨的纵、横、垂向线位移及转角；

S22、扣件采用弹簧单元进行模拟，全面考虑扣件的纵向阻力、横向刚度和垂向刚度，扣件的阻力和刚度均根据实测值取值；

S23、轨道板在全桥范围内连续铺设，采用实体单元进行模拟，全面考虑各部分结构的几何尺寸和物理属性；

S24、梁选用梁单元进行模拟，按实际截面属性建模，考虑桥梁的截面积、惯性矩以及扭转弯矩参数；

S25、轨道板与桥梁间设置了一层弹性橡胶垫层用来减小桥梁温度变形对无砟轨道结构的影响及车辆的振动冲击，弹性橡胶垫层采用线弹簧单元进行模拟，即在距离轨道板底面等于弹性橡胶垫层厚度的位置设置一层桥梁梁面节点，这些节点与每个轨道板底面节点的横、纵坐标一一对应，同时位于桥梁梁单元之上，轨道板底面的单元节点与对应的桥梁梁面节点用弹簧单元相连接形成的线弹簧单元能够模拟弹性橡胶垫层的纵横向阻力和垂向刚度；

S26、在轨道结构底部设置限位凸台，限位凸台采用弹簧单元进行模拟；

S27、梁面节点与桥梁梁单元间采用刚性单元MPC184进行连接，由于位于同一横坐标平面内的一个桥梁梁单元节点对应多个梁面节点，因此每个梁面节点均与梁单元节点用MPC184单元进行连接，梁面节点间相互不连接；

S3、对所述耦合静力学模型进行静力学分析。

2.根据权利要求1所述的简化设计方法，其特征在于，所述步骤S24中轨道板底面每隔0.6m划分一次网格，轨道板底面形成许多条线，单元节点即位于这些线上，相邻的线间距为0.6m。

3.根据权利要求1所述的简化设计方法，其特征在于，所述步骤S25中相连接的节点除垂直方向坐标不同外，横、纵坐标均相同，垂直方向坐标差为弹性橡胶垫层厚度。

4.根据权利要求1所述的简化设计方法，其特征在于，所述步骤S26中弹性凸台的位置根据实际位置确定，模拟弹性凸台的弹簧单元与弹性橡胶垫层单元共用两端的节点。

5.根据权利要求1所述的简化设计方法，其特征在于，所述步骤S3包括

S31、根据现场实际工况选择模型参数；

S32、基于所述铁路特大桥梁无砟轨道无缝线路纵横垂直向空间耦合静力学模型，利用有限元软件ANSYS建立特大跨桥桥上无缝线路无砟轨道静力学分析模型；

S33、将温度荷载和列车荷载施加到有限元模型中，提取钢轨的纵向力和位移计算结果，进行无缝线路强度和稳定性简算。