平移道岔设计方法与理论研究

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内容简介

　　本文探讨了整体平移道岔梁的构造形式和设计理论，主要包括以下几个方面　　的内容：道岔梁的设计荷载和荷载组合；道岔梁主要由上、下翼缘和两个腹板构　　成，由这4块薄板形成的封闭截面来抵抗弯矩、剪力和扭矩，应分别计算梁截面　　边缘应力，再将截面边缘应力叠加成四个角处的应力；由于承受压应力的翼缘板　　的板厚较薄，车辆的轴重直接作用在道岔梁的上翼缘上，往往造成上翼缘的变形　　过量、局部应力过大现象，因此，在道岔梁沿长度方向隔段布置了一定密度的横　　隔板；为了适应列车安全平稳运行的要求，整体平移道岔梁竖向挠度不应大于　　L／S00，梁体的水平挠度不应大于L／4000，L为梁的跨度；由于梁体主要承受列车　　反复行驶的动力荷载，为保证梁体不发生疲劳破坏，所以需要验算道岔梁的疲劳　　强度：在最不利荷载组合下，整体平移道岔梁不能发生整体失稳；通过设置纵肋　　和横隔板保证了梁体满足局部稳定的要求；在温度变化时道翁梁发生伸缩变形，　　因此应设置变形缝，并且应该在道岔梁和轨道梁之间设置指形接缝板，以使列车　　平滑通过变形缝。　　利用通用有限元软件ANSYS，建立了较为精细的道岔梁模型，并对道岔梁模　　型施加荷载进行计算。计算的结果表明，整体平移道岔梁在最不利荷载组合作用　　下的应力和挠度都满足要求。但整体平移道岔梁在横向摇摆力、离心力、风力等　　的偏心荷载的作用下，会产生对称弯曲、刚性扭转、畸变以及横向挠曲四种基本　　的变形状态。畸变是伴随扭转而产生的，当道岔梁受扭变形后，其截面周边会产　　生畸变变形，横隔板的存在可以抑制畸变变形的产生。本文采用荷载分解法将作　　用于整体平移道岔梁的横向摇摆力进行分解，得到了畸变荷载，并且利用有限元　　分析软件ANSYS建立了分析模型。通过逐步改变梁内横隔板的数量，考查了横隔　　板的设置密度与畸变的关系，得到了反映横隔板密度对畸变效应的影响曲线。探　　讨了横隔板设置的密度和位置对整体平移道岔梁畸变效应的影响。通过分析，得　　到了以下初步的结论：　　1．截面的畸变变形沿跨径方向是不同的，梁的变形主要集中在荷载所作用的　　位置。　　2．在整体平移道岔梁中设置横隔板对于减小畸变变形具有明显的效果，畸变　　变形的大小与道岔梁中所设置的横隔板的密度和位置有密切的关系。未设置横隔　　板的道岔梁在畸变荷载作用下的变形是不能忽略的；当梁体内均匀设置了10道横　　隔板后，可以忽略由畸变荷载所引起的畸变变形。　　3．考虑到整体平移道岔梁的梁端应该与轨道梁很好的衔接，不应发生大的变　　形，所以应在靠近梁端的位置设置横隔板，在轮对作用在梁端时，减小梁端的畸　　变位移。

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