[发明专利]一种高速铁路大跨度悬索桥与轨道相互作用建模方法

权利要求书

1.一种高速铁路大跨度悬索桥与轨道相互作用建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：建立充分考虑主缆(12)、吊杆(13)、悬索桥主梁(11)、正交异形板、钢轨(15)以及相邻桥跨结构的大跨度悬索桥与四线轨道相互作用，且充分考虑混凝土、钢筋的悬索桥上无缝线路系统的三维仿真模型；其中，钢轨(15)采用梁单元模拟，悬索桥主梁(11)为钢桁梁，悬索桥主梁(11)由不同截面的杆单元组成，悬索桥的主缆(12)和吊杆(13)采用仅受拉的杆单元模拟，轨道线路纵向阻力(6)采用非线性弹簧单元模拟，轨道的扣件竖向刚度(7)由线性弹簧模拟，悬索桥主梁(11)与桥塔横梁相交处只设竖向、横向约束，顺桥向无约束，悬索桥主梁(11)与桥塔间的活动支座(15)仅约束竖向、横桥向位移；

S2：计算温度荷载、竖向荷载、列车制动和风荷载作用下悬索桥上无缝线路系统纵向力分布情况，并分别求出步骤S1中各构件间相互作用机理；

S3：计算出钢轨(15)的伸缩调节器(4)设置方式、温度荷载模式、粘滞阻尼器对悬索桥上无缝线路系统受力的影响。

2.根据权利要求1所述的高速铁路大跨度悬索桥与轨道相互作用建模方法，其特征在于：步骤S1中的扣件竖向刚度(7)、线路纵向阻力(6)的非线性约束参数按照现行规范或实测结果取值。

3.根据权利要求1所述的高速铁路大跨度悬索桥与轨道相互作用建模方法，其特征在于：步骤S1中悬索桥主梁(11)两侧连续梁桥梁单元采用上翼缘钢臂(8)和下翼缘钢臂(9)模拟梁高。

4.根据权利要求1所述的高速铁路大跨度悬索桥与轨道相互作用建模方法，其特征在于：步骤S1中在悬索桥两侧的路基(1)上设有用于减少边界效应的170m的钢轨(15)。

5.根据权利要求1所述的高速铁路大跨度悬索桥与轨道相互作用建模方法，其特征在于：步骤S1中悬索桥的桥塔顶端与主缆(12)铰接，采用仅受拉的杆单元模拟主缆(12)和吊杆(13)，主缆(12)空间位置按照成桥线形考虑，主缆(12)两端铰接在地基(17)上，吊杆(13)在悬索桥主缆(12)和悬索桥主梁(11)上桥面处铰接。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的高速铁路大跨度悬索桥与轨道相互作用建模方法，其特征在于：步骤S2中在计算温度荷载作用时，基于设计资料，有砟轨道混凝土梁的温差取值为15℃，钢桁梁温差取值为25℃。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的高速铁路大跨度悬索桥与轨道相互作用建模方法，其特征在于：步骤S1中扣件纵向阻力按下式取值：

其中，r为轨道线路纵向阻力，单位为kN/m，u为桥梁和轨道线路间的相对位移，单位为mm。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的高速铁路大跨度悬索桥与轨道相互作用建模方法，其特征在于：步骤S2中在计算挠曲力时，客运线路采用ZK活载，城轨线路采用0.6UIC活载。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的高速铁路大跨度悬索桥与轨道相互作用建模方法，其特征在于：步骤S2中计算制动力时，制动力率偏安全地取值为0.25。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的高速铁路大跨度悬索桥与轨道相互作用建模方法，其特征在于：步骤S2中风荷载按下述公式进行取值：

W＝K₁K₂K₃W₀，

其中，W表示风荷载强度，K₁为外形特征系数，K₂为高度荷载系数，K₃为地貌特征系数，W₀为基本风压。