[发明专利]高速铁路桥伸缩抬枕装置与轨道结构的匹配优化方法

说明书

本发明提供了一种高速铁路桥伸缩抬枕装置与轨道结构的匹配优化方法，属于高速铁路轨道设计施工技术领域，包括确定滑动钢枕的数目、固定钢枕及滑动钢枕、钢纵梁的截面尺寸、滑动钢枕的刚度参数及固定钢枕的刚度参数；基于有限元法，构建车辆‑轨道结构‑桥梁梁缝‑伸缩抬枕装置的一体化空间力学模型，对伸缩抬枕装置的动力学响应和结构强度稳定性进行计算分析，获取匹配方案。本发明确定了梁端伸缩构造的合理结构型式，判断伸缩抬枕装置各参数是否合理，提高伸缩抬枕缩装置使用性能，为高速铁路桥上伸缩抬枕装置的铺设提供可靠依据，为大跨桥上高速铁路更快更好地建设与发展提供有力保障，具有重要的理论与现实意义。

技术领域

本发明涉及高速铁路桥设计施工技术领域，具体涉及一种高速铁路桥伸缩抬枕装置与轨道结构的匹配优化方法。

背景技术

长大桥梁因温度伸缩、列车制动等因素，通常梁缝变化量较大，导致梁端端钢轨支撑间距过大，引起梁端轨道刚度同区间轨道刚度不一致，造成局部轨道刚度不均匀，为避免梁端钢轨支撑间距过大所造成的轨道不平顺，尽可能减小线路的刚度不均匀过渡，梁端错台、梁端扣板上拔等问题，需在梁端设置伸缩抬枕装置，改善梁端轨道受力状态。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高速铁路桥伸缩抬枕装置与轨道结构的匹配优化方法，以解决上述背景技术中存在的至少一个技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

本发明提供的一种高速铁路桥伸缩抬枕装置与轨道结构的匹配优化方法，包括如下流程步骤：确定滑动钢枕的数目；确定固定钢枕、滑动钢枕及钢纵梁的截面尺寸；确定滑动钢枕的刚度参数；确定固定钢枕的刚度参数；

基于有限元法，结合滑动钢枕的数目、固定钢枕的截面尺寸、滑动钢枕的几面尺寸、钢纵梁的截面尺寸、滑动钢枕的刚度参数以及固定钢枕的刚度参数，构建车辆-轨道结构-桥梁梁缝-伸缩抬枕装置的一体化空间力学模型；其中，空间力学模型包括空间耦合静力学模型和空间耦合动力学模型；

根据所述一体化空间力学模型，对伸缩抬枕装置的动力学响应和结构强度稳定性进行计算分析，获取匹配方案。

优选的，确定滑动钢枕的数目包括：中和温度下第一梁端和第二梁端间隔为L_固，第一梁端和第二梁端间距为L，第一梁端和第二梁端的缩短量为L_缩，伸长量为L_伸，滑动钢枕的宽度为L_枕，滑动钢枕的间距为L_间距，固定钢枕中心至梁缝边缘的水平距离为L_缝，则滑动钢枕的数目n满足如下约束：

L＝L_间距×(n+1)-2×L_缝

L_枕≤L_间距≤650mm

L_固-L_伸≤L≤L_固+L_缩，

则滑动钢枕的数目n的计算式为：

优选的，所述滑动钢枕的刚度参数包括：滑动钢枕与钢纵梁的连接螺栓间的横向刚度、滑动钢枕与钢纵梁的连接螺栓间的垂向刚度、滑动钢枕与扣板间的横向刚度以及滑动钢枕与扣板间的垂向刚度。

优选的，所述固定钢枕的刚度参数包括：固定钢枕与钢纵梁的连接螺栓间的横向刚度、固定钢枕与钢纵梁的连接螺栓间的纵向刚度、固定钢枕与钢纵梁的连接螺栓间的垂向刚度、固定钢枕与钢轨的纵向刚度、固定钢枕与钢轨间的横向刚度以及固定钢枕与扣板间的垂向刚度。