| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 目录 | 第9-14页 |
| 1 绪论 | 第14-40页 |
| 1.1 选题意义 | 第14-15页 |
| 1.2 大跨度铁路钢桁拱桥发展综述 | 第15-22页 |
| 1.2.1 国外铁路钢桁拱桥的发展 | 第15-17页 |
| 1.2.2 国内铁路钢桁拱桥的发展 | 第17-22页 |
| 1.3 梁轨相互作用发展综述 | 第22-37页 |
| 1.3.1 桥上无缝线路的发展 | 第22-24页 |
| 1.3.2 国外梁轨相互作用研究现状 | 第24-28页 |
| 1.3.3 国内梁轨相互作用研究现状 | 第28-35页 |
| 1.3.4 无缝线路稳定性研究现状 | 第35-37页 |
| 1.4 大跨度钢桁桥梁轨相互作用特殊性 | 第37页 |
| 1.5 既有研究存在的不足 | 第37-38页 |
| 1.6 本文主要研究内容 | 第38-40页 |
| 2 梁轨相互作用原理与计算方法 | 第40-67页 |
| 2.1 无缝线路的基本理念 | 第40-42页 |
| 2.2 梁轨相互作用及各种附加力的产生机理 | 第42-48页 |
| 2.2.1 各种附加力的产生机理 | 第43-47页 |
| 2.2.2 梁轨相互作用的微分表达 | 第47-48页 |
| 2.3 梁轨间纵向阻力模型 | 第48-53页 |
| 2.3.1 常量阻力模型 | 第48-49页 |
| 2.3.2 线性阻力模型 | 第49页 |
| 2.3.3 非线性阻力模型 | 第49-51页 |
| 2.3.4 本文采用的理想弹塑性滞回阻力模型及其实现 | 第51-53页 |
| 2.4 梁轨相互作用计算方法 | 第53-55页 |
| 2.4.1 微分方程法 | 第53-54页 |
| 2.4.2 广义变分法 | 第54-55页 |
| 2.4.3 有限单元法 | 第55页 |
| 2.5 梁轨相互作用有限元分析模型 | 第55-60页 |
| 2.5.1 混凝土梁桥梁轨相互作用有限元模型 | 第55-58页 |
| 2.5.2 钢桁梁桥梁轨相互作用有限元模型 | 第58-59页 |
| 2.5.3 本文采用“重叠非线性弹簧杆”模拟梁轨间关系的有限元分析模型 | 第59-60页 |
| 2.6 梁轨相互作用主要计算参数 | 第60-66页 |
| 2.6.1 轨道参数 | 第60-62页 |
| 2.6.2 桥梁参数 | 第62-65页 |
| 2.6.3 荷载参数 | 第65-66页 |
| 2.7 本章小结 | 第66-67页 |
| 3 梁轨一体化空间非线性有限元模型的建立与求解 | 第67-96页 |
| 3.1 钢桁拱桥梁轨一体化空间耦合有限元分析模型的建立 | 第67-74页 |
| 3.1.1 桥梁系统上部结构 | 第68-69页 |
| 3.1.2 桥梁系统下部墩台、基础 | 第69-70页 |
| 3.1.3 轨道系统 | 第70-71页 |
| 3.1.4 梁轨间耦合单元 | 第71-73页 |
| 3.1.5 支座单元 | 第73-74页 |
| 3.2 非保守系统时变结构的加载历史问题的实现 | 第74-80页 |
| 3.2.1 问题的提出 | 第74-76页 |
| 3.2.2 提出“阻力差值法”实现无载阻力与有载阻力的自由转换 | 第76-79页 |
| 3.2.3 基于加载历史的纵向阻力迭代公式的推导 | 第79-80页 |
| 3.3 梁轨非线性系统的有限元求解处理 | 第80-81页 |
| 3.4 基于ANSYS平台的梁轨相互作用分析模块二次开发 | 第81-90页 |
| 3.4.1 二次开发的意义及工具 | 第82-84页 |
| 3.4.2 APDL参数化编程技术 | 第84页 |
| 3.4.3 UIDL二次开发 | 第84-89页 |
| 3.4.4 ANSYS与本文自主开发程序的交互 | 第89-90页 |
| 3.5 梁轨相互作用非线性有限元计算程序流程 | 第90-91页 |
| 3.6 算例验证 | 第91-95页 |
| 3.6.1 有限元法与数值解析法求解梁轨相互作用的对比验证 | 第91-92页 |
| 3.6.2 采用重叠非线性弹簧杆模拟纵向阻力的准确性的验证 | 第92-93页 |
| 3.6.3 采用阻力差值法考虑加载历史的梁轨相互作用算例验证 | 第93-94页 |
| 3.6.4 地震荷载作用下梁轨相互作用算例验证 | 第94-95页 |
| 3.7 本章小结 | 第95-96页 |
| 4 大跨度钢桁拱桥的梁轨相互作用非线性分析 | 第96-160页 |
| 4.1 工程背景 | 第96-98页 |
| 4.2 大跨度钢桁拱梁轨一体化分析模型及计算参数 | 第98-106页 |
| 4.2.1 梁体参数 | 第99-103页 |
| 4.2.2 墩台、基础参数 | 第103-104页 |
| 4.2.3 轨道参数 | 第104页 |
| 4.2.4 道床阻力取值 | 第104-105页 |
| 4.2.5 支座参数 | 第105-106页 |
| 4.2.6 其他相关设计参数 | 第106页 |
| 4.3 基本假定 | 第106页 |
| 4.4 大跨度钢桁拱纵向附加力的基本特征 | 第106-120页 |
| 4.4.1 梁轨系统伸缩力 | 第106-109页 |
| 4.4.2 梁轨系统挠曲力 | 第109-113页 |
| 4.4.3 梁轨系统制挠力 | 第113-116页 |
| 4.4.4 桥墩温差引起的梁轨系统附加力 | 第116-118页 |
| 4.4.5 梁轨系统纵向附加力比重分析 | 第118-120页 |
| 4.5 基于加载历史的大跨度钢桁拱桥梁轨相互作用非线性分析 | 第120-129页 |
| 4.5.1 循环温度作用下的滞回现象分析 | 第120-123页 |
| 4.5.2 列车过桥全历程梁轨相互作用分析 | 第123-125页 |
| 4.5.3 列车桥上制动全历程梁轨相互作用分析 | 第125-126页 |
| 4.5.4 多荷载工况耦合下的梁轨相互作用分析 | 第126-129页 |
| 4.6 大跨度钢桁拱桥梁轨相互作用敏感因素分析 | 第129-146页 |
| 4.6.1 温度变化幅值对伸缩力的影响 | 第129-130页 |
| 4.6.2 列车行车方向对挠曲力、制挠力的影响 | 第130-131页 |
| 4.6.3 不同活载模式对挠曲力、制挠力的影响 | 第131-133页 |
| 4.6.4 列车编组长度对挠曲力、制挠力的影响 | 第133-135页 |
| 4.6.5 制动力率对制挠力的影响 | 第135-137页 |
| 4.6.6 线路纵向阻力对梁轨相互作用的影响 | 第137-139页 |
| 4.6.7 临跨桥梁布置方式对梁轨系统相互作用的影响 | 第139-141页 |
| 4.6.8 墩台刚度对梁轨系统相互作用的影响 | 第141-144页 |
| 4.6.9 滑动支座摩阻力对梁轨相互作用的影响 | 第144-146页 |
| 4.7 大跨度钢桁拱桥梁轨适应性措施研究 | 第146-157页 |
| 4.7.1 伸缩调节器的设置方案比较 | 第146-149页 |
| 4.7.2 轨道结构型式适应性分析 | 第149-151页 |
| 4.7.3 桥上无缝线路扣件铺设方案比选 | 第151-153页 |
| 4.7.4 桥面系的型式选择 | 第153-155页 |
| 4.7.5 桥墩上设置锁定阻尼装置的可行性探索 | 第155-157页 |
| 4.8 本章小结 | 第157-160页 |
| 5 大跨度钢桁拱桥桥上无缝线路轨道的稳定与钢轨断裂 | 第160-178页 |
| 5.1 引言 | 第160页 |
| 5.2 无缝线路稳定性理论 | 第160-164页 |
| 5.2.1 无缝线路失稳过程 | 第160-161页 |
| 5.2.2 无缝线路稳定性分析方法 | 第161-164页 |
| 5.2.3 丧失稳定的因素 | 第164页 |
| 5.3 桥上无缝线路稳定性有限元分析模型 | 第164-167页 |
| 5.3.1 力学模型 | 第164-165页 |
| 5.3.2 计算相关参数 | 第165-166页 |
| 5.3.3 算例验证与对比 | 第166-167页 |
| 5.4 大跨度钢桁拱桥桥上无缝线路稳定性分析 | 第167-169页 |
| 5.5 大跨度钢桁拱桥桥上无缝线路稳定性敏感因素 | 第169-172页 |
| 5.5.1 钢轨型号对桥上无缝线路稳定性的影响 | 第169-170页 |
| 5.5.2 道床横向阻力对桥上无缝线路稳定性的影响 | 第170-171页 |
| 5.5.3 线路竖向刚度对桥上无缝线路稳定性的影响 | 第171页 |
| 5.5.4 初始不平顺矢度对桥上无缝线路稳定性的影响 | 第171-172页 |
| 5.6 大跨度钢桁拱桥桥上钢轨断裂研究 | 第172-177页 |
| 5.6.1 降温工况下钢轨断裂过程 | 第172-173页 |
| 5.6.2 静态断轨力 | 第173-175页 |
| 5.6.3 钢轨瞬态断裂全历程受力分析 | 第175-177页 |
| 5.7 本章小结 | 第177-178页 |
| 6 地震动作用下大跨度钢桁拱桥梁轨相互作用研究 | 第178-219页 |
| 6.1 引言 | 第178页 |
| 6.2 考虑轨道约束的大跨度钢桁拱桥梁轨系统自振特性研究 | 第178-183页 |
| 6.3 地震动输入模式对大跨度钢桁拱桥梁轨系统地震响应的影响 | 第183-196页 |
| 6.3.1 不同场地条件下梁轨系统地震响应 | 第183-188页 |
| 6.3.2 不同地震动峰值加速度的影响 | 第188-190页 |
| 6.3.3 场地相位差效应的影响 | 第190-196页 |
| 6.4 梁轨系统地震响应敏感参数研究 | 第196-205页 |
| 6.4.1 道床阻力对梁轨系统地震响应的影响 | 第196-198页 |
| 6.4.2 支座摩阻系数对梁轨系统地震响应的影响 | 第198-200页 |
| 6.4.3 支座排布方案对梁轨系统地震响应的影响 | 第200-202页 |
| 6.4.4 墩台纵向刚度对梁轨系统地震响应的影响 | 第202-205页 |
| 6.5 温度荷载、制动挠曲荷载与地震力的耦合分析 | 第205-209页 |
| 6.5.1 温度荷载与地震力的耦合分析 | 第205-207页 |
| 6.5.2 制动挠曲荷载与地震力的耦合分析 | 第207-209页 |
| 6.6 大跨度钢桁拱桥梁轨系统抗震措施适应性分析 | 第209-217页 |
| 6.6.1 伸缩调节器的设置方案比选 | 第209-211页 |
| 6.6.2 不同轨道结构型式抗震适应性分析 | 第211-212页 |
| 6.6.3 粘滞阻尼器对梁轨系统的减震效果 | 第212-217页 |
| 6.7 本章小结 | 第217-219页 |
| 7 结论与展望 | 第219-222页 |
| 7.1 本文主要创新工作 | 第219页 |
| 7.2 主要研究结论 | 第219-221页 |
| 7.3 有待进一步研究的问题 | 第221-222页 |
| 参考文献 | 第222-236页 |
| 攻读博士学位期间主要研究成果 | 第236-239页 |
| 致谢 | 第239页 |
