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车桥共同作用的自动分析

  • 通过用户自定义的电子表格数据进行自动建模和分析

  • 快速地评估车桥的共同作用

  • 评估铁轨在热变化和火车荷载共同作用下的内力

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对于在无缝铁轨组成的现代高速铁路行驶的相当一部分列车,不论是何种支撑类型的桥梁结构,都需要对列车与结构间的相互作用进行准确模拟,特别要分析列车中由温度和列车荷载引桥的应力和内力。一个新的LUSAS产品选项,*初是为韩国铁路技术公司(KRTC)开发,可按国际铁路协会的UIC 774-3规范进行车桥相互作用分析,它能根据Excel电子表格中的数据自动建立模型、运行分析,并可按MS Excel表格格式和LUSAS结果文件格式迅速生成结果。


KRTC

KRTC韩国国家铁路局的分支机构,主要职能是:执行计划、可行性研究、设计和对南韩的主干铁路和高速铁路建设项目进行监督。它的目标是通过发展先进的铁路技术来增强其竞争力。通过使用LUSAS Bridge自动进行车桥相互作用分析,取得了良好效果。


建模

根据MS Excel电子表格中定义的几何、材料及荷载数据,在LUSAS中自动建立了KRTC的列车于桥梁相互作用分析的三维模型。模型中可定义作用于列车上的温度荷载和由加速度引起的列车荷载,以及制动力。与规范UIC774-3一致,通过用户指定单元长度来定义纵向的路堤和桥梁特征。在分析模型中能考虑轨卡、道渣活动以及支座和桩基刚度等。模型对话框允许一列车通过一座和多座结构物,或多列车通过同一结构物


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电子表格输入数据

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完整的道床和高架模型

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**跨的放大图

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道床支承和**跨部分的等角视图

 

分析与结果

分析时,桥面系温度荷载可先单独考虑,再对多个铁轨荷载进行分析;或同时对温度荷载和铁轨荷载进行分析。由于道渣和轨夹的响应是非线性的,因此总是需要进行非线性分析。结果可以以Excel电子表格或标准LUSAS结果文件格式输出。用户可指定荷载组合。电子表中的结果包括铁轨轴力、桥面系的内力和弯矩。

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铁轨中的轴力结果图


对于如上所示的多跨和多层结构,堤坝/基台与其他甲板之间的相互作用意味着行为可能是复杂的。作为示例,当仅考虑具有连续焊接轨道的结构上的热负荷时,通常看到轨道中的轴向力/应力的反转。


虽然从所示模型的尺寸不明显,但上面所示的结构长325米,由两个甲板组成,每个甲板有两个25米的跨度,后面是三个甲板,每个甲板有三个25米的跨度。每个甲板的一个墩/轴承支撑由约束弹簧表示,该约束弹簧考虑了根据UIC774-3的墩/轴承系统的偏转特性。所有剩余的桥墩/轴承支撑都是滚轮支撑,允许甲板纵向移动。在温度对结构的影响下,可以看到任一轨道/轨道中的轴向力/应力变化,这主要是由于可移动和固定结构部件之间的相互作用。


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