[硕士]铁路高墩、大跨、长联简支梁桥上无缝线路桥墩纵向水平线刚度优化

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内容简介

　　桥墩纵向水平线刚度是铁路桥梁和无缝线路设计的关键技术参数，桥上无缝线路纵向附加力、梁轨快速相对位移很大程度上取决于桥墩纵向水平线刚度。因此，我国规范对简支梁跨度在48m及以下的桥梁桥墩纵向水平线刚度进行了明确的规定。　　大跨简支梁虽在实践中得到运用，但是其理论研究还相对滞后于工程实践。近年来，对大跨、高墩、长联简支梁桥桥墩纵向线刚度的研究很少，墩身尺寸优化方面的文献更少。墩身尺寸的取值大多靠以往的设计经验，且48m以上的简支梁桥桥墩纵向线刚度没有规范可依，以至于在具体设计中墩身尺寸偏于保守，为了使桥墩设计既经济合理，又能保证桥上无缝线路的正常使用，所以加强对大跨简支梁桥桥墩纵向水平线刚度的优化设计显得尤为重要且具有现实意义。　　本文在总结前人研究成果的基础上，主要完成了以下工作：　　(1)从理论上分析桥上无缝线路的各种参数选取，包括道碴层的竖向刚度及纵向刚度、制动力系数、温度参数的选取等；　　(2)基于ANSYS二次开发的APDL语言，建立有限元参数化模型，并结合实例对钢轨附加力进行计算分析，其中计算挠曲附加力时，通过对钢轨挠曲力影响线的分析，确定出计算挠曲附加力的合理加载方法；　　(3)以墩身总的混凝土用量为目标函数，以钢轨容许纵向附加拉压应力、梁轨快速相对位移、墩顶水平位移、墩身容许拉压应力为约束条件建立优化模型；　　(4)利用APDL语言编制优化计算模型，对全桥各个桥墩进行纵向水平线刚度优化；　　(5)将优化结果与原设计方案进行对比，并得出64m简支梁桥墩项纵向水平线刚度合理限制。

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