考虑加载历史多因素耦合作用下的梁轨相互作用附加力

作者:于向东; 黄铮; 敬海泉
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目前,考虑荷载历史的梁轨相互作用研究大多集中在梁桥、拱桥和斜拉桥等桥梁类型上。考虑悬索桥荷载历史的梁轨相互作用研究仍存在不足。本文采用理想弹塑性滞回模型模拟道床纵向阻力,建立了五峰山大桥高速铁路大跨度悬索桥梁轨相互作用分析模型,研究了多因素耦合作用下加载历史对梁轨相互作用附加力的影响,研究了道床纵向阻力在往复荷载和循环荷载作用下的滞回特性对梁轨相互作用产生的力和位移的影响。采用荷载历史法和线性叠加法分别计算了温度、挠度和制动荷载耦合作用下的钢轨纵向附加应力,分析了往复荷载和循环荷载作用下残余应力和梁轨残余相对位移在钢轨中的分布特征。结果表明,在多因素耦合作用下,虽然两种方法的梁轨相互作用附加力分布规律总体趋势一致,但与荷载历史法相比,线性叠加法的计算结果过于保守。在往复荷载和循环荷载作用下,钢轨具有明显的残余应力效应,在一个循环后,钢轨内部的残余应力能达到收敛稳定值,这是由道床纵向阻力的弹塑性滞回特性决定的。无论是在多因素耦合作用下,还是在往复荷载或循环荷载作用下,温度系数对梁轨相互作用附加力的产生起主导作用,表明考虑荷载历史,温度效应对悬索桥梁轨相互作用有重要影响。