高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法榮譽(yù)表彰

2020年7月14日，《高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法》獲得第二十一屆中國(guó)專(zhuān)利優(yōu)秀獎(jiǎng) 。2100433B

《高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法》提供高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法。應(yīng)用ANSYS軟件建立高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路縱橫垂向空間耦合靜力學(xué)模型，主要考慮鋼軌、扣件、軌道板、砂漿充填層、底座板、滑動(dòng)層、固結(jié)機(jī)構(gòu)、高強(qiáng)度擠塑板、L型側(cè)向擋塊、橋梁和橋墩、摩擦板和端刺錨固體系、路基土體和路基上支撐層等結(jié)構(gòu)的組成。具體如下：

（1）鋼軌選用梁?jiǎn)卧M(jìn)行模擬，按實(shí)際截面屬性建模，考慮鋼軌的截面積、慣性矩以及扭轉(zhuǎn)彎矩等參數(shù)。鋼軌按照支承節(jié)點(diǎn)劃分單元，可全面考慮鋼軌的縱、橫、垂向線位移及轉(zhuǎn)角。鋼軌梁?jiǎn)卧Ｐ腿鐖D1所示。

（2）扣件采用彈簧單元進(jìn)行模擬，可以全面考慮扣件的縱向阻力、橫向剛度和垂向剛度，扣件的阻力和剛度均可根據(jù)實(shí)測(cè)值取值。

（3）軌道板和底座板在全橋范圍內(nèi)連續(xù)鋪設(shè)，標(biāo)準(zhǔn)軌道板之間通過(guò)6根精軋螺紋鋼筋相互連接。軌道板、砂漿充填層和底座板采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，可以全面考慮各部分結(jié)構(gòu)的幾何尺寸和物理屬性。標(biāo)準(zhǔn)軌道板實(shí)體單元模型如圖2所示，軌道板、砂漿層和底座板的實(shí)體單元模型如圖3所示。

（4）為了減小橋梁溫度變形對(duì)無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的影響，在底座板寬度范圍內(nèi)的梁面上連續(xù)設(shè)置“兩布一膜”滑動(dòng)層，使底座板與橋梁間保持滑動(dòng)狀態(tài)。橋上底座板與梁面間的“兩布一膜”滑動(dòng)層采用彈簧單元進(jìn)行模擬，橋上“兩布一膜”滑動(dòng)層的位移與摩擦系數(shù)的關(guān)系如圖4所示。

（5）在每孔橋梁的固定支座上方，通過(guò)在梁體預(yù)設(shè)剪力齒槽和錨固筋組成的固結(jié)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)底座板與梁體之間的固結(jié)。在梁縫處一定范圍內(nèi)的梁面鋪設(shè)高強(qiáng)度擠塑板，以減小列車(chē)荷載作用下橋梁撓曲變形對(duì)無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的影響。固結(jié)機(jī)構(gòu)和高強(qiáng)度擠塑板采用彈簧單元進(jìn)行模擬。

（6）由于橋梁和無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)之間只在固定支座上方進(jìn)行了連接，為保證軌道結(jié)構(gòu)的橫向和豎向穩(wěn)定性，在底座板兩側(cè)設(shè)置一定數(shù)量的L型側(cè)向擋塊，約束橋上底座板的橫向和豎向位移。L型側(cè)向擋塊采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，可以全面考慮擋塊的幾何尺寸和物理屬性。L型側(cè)向擋塊的實(shí)體單元模型如圖5所示。

（7）橋梁采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，可以全面考慮橋梁結(jié)構(gòu)的幾何尺寸和物理屬性。32米簡(jiǎn)支箱梁的實(shí)體單元模型如圖6所示，（80 128 80）米連續(xù)箱梁的實(shí)體單元模型如圖7所示。

（8）考慮橋梁墩臺(tái)頂縱橫向剛度基本為線性，采用線性彈簧單元進(jìn)行模擬。

（9）為保證橋梁臺(tái)后路基和無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，在路橋過(guò)渡段范圍內(nèi)設(shè)置一定長(zhǎng)度的摩擦板和端刺組成錨固體系進(jìn)行錨固。為實(shí)現(xiàn)路橋過(guò)渡段與區(qū)間無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的剛度平順過(guò)渡，在摩擦板和端刺后設(shè)置一定長(zhǎng)度的過(guò)渡板。摩擦板、端刺和過(guò)渡板采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，可以全面考慮整個(gè)臺(tái)后錨固體系的幾何尺寸和物理屬性。臺(tái)后錨固體系的實(shí)體單元模型如圖8所示。

（10）為避免摩擦板區(qū)段的集中受力，路基上底座板與摩擦板間鋪設(shè)兩層土工布。路基上底座板與摩擦板間“兩布”滑動(dòng)層采用彈簧單元進(jìn)行模擬，摩擦板上“兩布”滑動(dòng)層的位移與摩擦系數(shù)的關(guān)系如圖9所示。

（11）橋梁臺(tái)后路基土體以及路基上支撐層采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，可以全面考慮路基土體及支撐層的幾何尺寸和物理屬性。路基土體的實(shí)體單元模型如圖10所示，路基上支撐層的實(shí)體單元模型如圖11所示。

橋梁地段縱連板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)靜力學(xué)模型如圖12所示，路基地段縱連板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)靜力學(xué)模型如圖13所示。

根據(jù)《高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法》所建立的高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路縱橫垂向空間耦合靜力學(xué)模型進(jìn)行靜力學(xué)分析，可以計(jì)算得到在溫度變化、撓曲作用和制動(dòng)條件下，采用不同的橋上或摩擦板上滑動(dòng)層摩擦系數(shù)、扣件縱向阻力、橋梁溫差、無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)溫差、砂漿充填層彈性模量、底座板彈性模量折減程度、固結(jié)機(jī)構(gòu)縱向剛度、路基土體彈性模量、連續(xù)梁橋墩縱向剛度和連續(xù)梁橋跨長(zhǎng)度等條件下的鋼軌最大縱向力，軌道板、砂漿層、底座板、錨固體系和端刺區(qū)土體最大應(yīng)力，固結(jié)機(jī)構(gòu)和連續(xù)梁橋墩最大縱向力，鋼軌、軌道板、砂漿層、底座板和錨固體系最大縱向位移，梁縫縱向變化量，鋼軌、軌道板、砂漿層、底座板和橋梁最大垂向位移，梁端轉(zhuǎn)角等。具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)實(shí)施例所示。

《高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法》的目的在于，提供基于精細(xì)化靜動(dòng)力仿真的高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法，應(yīng)用ABAQUS軟件建立高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路縱橫垂向空間耦合動(dòng)力學(xué)模型，主要考慮高速車(chē)輛（包括車(chē)體、轉(zhuǎn)向架、輪對(duì)、一系懸掛和二系懸掛等）、縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路（包括鋼軌、扣件、軌道板、砂漿充填層、底座板、滑動(dòng)層、固結(jié)機(jī)構(gòu)、高強(qiáng)度擠塑板和L型側(cè)向擋塊等）和長(zhǎng)大橋梁（包括簡(jiǎn)支箱梁、連續(xù)箱梁和橋墩）等結(jié)構(gòu)的組成。具體如下：

（1）高速車(chē)輛為多剛體模型，由車(chē)體、轉(zhuǎn)向架、輪對(duì)、一系懸掛（軸箱懸掛）和二系懸掛（中央懸掛）等部分組成。高速車(chē)輛的整體模型如圖14所示。

（2）鋼軌選用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，按實(shí)際截面屬性建模，考慮鋼軌的截面積、慣性矩以及扭轉(zhuǎn)彎矩等參數(shù)。鋼軌按照較小的長(zhǎng)度劃分單元，以滿(mǎn)足動(dòng)力學(xué)計(jì)算的需要，可以全面考慮鋼軌的縱、橫、垂向線位移及轉(zhuǎn)角。鋼軌上施加現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)不平順軌道譜，并考慮鋼軌底下的軌底坡。鋼軌實(shí)體單元模型如圖15所示。

（3）扣件采用彈簧單元進(jìn)行模擬，可以全面考慮扣件的縱向阻力、橫向剛度和垂向剛度。動(dòng)力計(jì)算時(shí)扣件動(dòng)剛度按1.5倍靜剛度取值。

（4）軌道板、砂漿充填層和底座板采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，可以全面考慮各部分結(jié)構(gòu)的幾何尺寸和物理屬性。標(biāo)準(zhǔn)軌道板的實(shí)體單元模型如圖16所示，軌道板、砂漿層和底座板的實(shí)體單元模型如圖17所示。

（5）底座板與梁面之間設(shè)置的“兩布一膜”滑動(dòng)層采用罰函數(shù)接觸進(jìn)行模擬，橋梁接縫區(qū)域的固結(jié)機(jī)構(gòu)和高強(qiáng)度擠塑板采用線性接觸剛度進(jìn)行模擬。

（6）L型側(cè)向擋塊采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，可以全面考慮擋塊的幾何尺寸和物理屬性。L型側(cè)向擋塊的實(shí)體單元模型如圖18所示。

（7）橋梁采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，可以全面考慮橋梁結(jié)構(gòu)的幾何尺寸和物理屬性。32米簡(jiǎn)支箱梁的實(shí)體單元模型如圖19所示，（80 128 80）米連續(xù)箱梁的實(shí)體單元模型如圖20所示。

由以上各部分組成的高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路縱橫垂向空間耦合動(dòng)力學(xué)模型如圖21和圖22所示。

根據(jù)《高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法》所建立的高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路縱橫垂向空間耦合動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，可以計(jì)算得到各項(xiàng)動(dòng)力學(xué)安全性指標(biāo)（包括輪軌垂向和橫向力、輪軸橫向力、脫軌系數(shù)、輪重減載率、車(chē)體垂向和橫向加速度）、鋼軌動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果（包括鋼軌加速度、垂向和橫向位移、軌距和軌向變化量）、無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果（包括軌道板垂向加速度、垂向位移、動(dòng)應(yīng)力，砂漿層垂向加速度、垂向位移、動(dòng)應(yīng)力，底座板垂向加速度、垂向位移、動(dòng)應(yīng)力，L型側(cè)向擋塊垂向加速度、動(dòng)應(yīng)力）、橋梁動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果（包括橋梁垂向和橫向加速度、橋梁撓度、梁端轉(zhuǎn)角）等。具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)實(shí)施例所示。

以下結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)《高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法》的內(nèi)容作更進(jìn)一步的說(shuō)明，但《高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法》的內(nèi)容不僅限于實(shí)施例中所涉及的內(nèi)容 。

• 實(shí)施例1：

該部分比較分析橋上“兩布一膜”滑動(dòng)層摩擦系數(shù)分別為0.25、0.30和0.35時(shí)的主要溫度力和位移計(jì)算結(jié)果。不同的橋上滑動(dòng)層摩擦系數(shù)條件下的鋼軌受力和鋼軌位移比較如圖23和圖24所示。橫坐標(biāo)的零點(diǎn)為橋臺(tái)與橋梁一側(cè)的交界處，下同。不同橋上滑動(dòng)層摩擦系數(shù)條件下的主要溫度力和位移計(jì)算結(jié)果比較見(jiàn)表1和表2 。

表1：不同橋上滑動(dòng)層摩擦系數(shù)條件下主要受力計(jì)算結(jié)果比較

表2：不同橋上滑動(dòng)層摩擦系數(shù)條件下主要位移計(jì)算結(jié)果比較

由以上計(jì)算結(jié)果分析得出，橋上滑動(dòng)層的摩擦系數(shù)越小，在溫度變化的條件下軌道結(jié)構(gòu)受到橋梁伸縮變形的影響越小，越有利于軌道和橋梁結(jié)構(gòu)的安全使用。而隨著長(zhǎng)大橋梁無(wú)砟軌道無(wú)縫線路的投入使用，橋上滑動(dòng)層的摩擦系數(shù)可能會(huì)由于“兩布一膜”的磨損而有所增大，這一因素在設(shè)計(jì)中也應(yīng)予以考慮。

• 實(shí)施例2：

該部分比較分析連續(xù)梁橋跨長(zhǎng)度分別為（80 128 80）米、（60 100 60）米和（48 80 48）米時(shí)的主要撓曲力和位移計(jì)算結(jié)果。不同連續(xù)梁橋跨長(zhǎng)度條件下的主要撓曲力和位移計(jì)算結(jié)果比較見(jiàn)表3至表5 。

表3：不同連續(xù)梁橋跨長(zhǎng)度條件下主要受力計(jì)算結(jié)果比較

表4：不同連續(xù)梁橋跨長(zhǎng)度條件下主要縱向位移計(jì)算結(jié)果比較

表5：不同連續(xù)梁橋跨長(zhǎng)度條件下主要垂向位移及梁端轉(zhuǎn)角計(jì)算結(jié)果比較

由以上計(jì)算結(jié)果分析得出，雖然在長(zhǎng)大橋梁上采用了縱連板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)與滑動(dòng)層，但在撓曲力的作用下，長(zhǎng)大橋梁的跨長(zhǎng)或聯(lián)長(zhǎng)依然對(duì)軌道和橋梁結(jié)構(gòu)的受力與變形有較大的影響。因此，在對(duì)長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和檢算時(shí)，依然要重點(diǎn)考慮橋梁跨長(zhǎng)的影響。

• 實(shí)施例3：

該部分比較分析連續(xù)梁橋墩縱向剛度分別為2600千牛/厘米、3600千牛/厘米和4600千牛/厘米時(shí)的主要制動(dòng)力和位移計(jì)算結(jié)果。不同的連續(xù)梁橋墩縱向剛度條件下的鋼軌受力和鋼軌位移比較如圖25和圖26所示。不同連續(xù)梁橋墩縱向剛度條件下的主要制動(dòng)力和位移計(jì)算結(jié)果比較見(jiàn)表6和表7 。

表6：不同連續(xù)梁橋墩縱向剛度條件下主要受力計(jì)算結(jié)果比較

表7：不同連續(xù)梁橋墩縱向剛度條件下主要位移計(jì)算結(jié)果比較

由以上計(jì)算結(jié)果分析得出，隨著連續(xù)梁橋墩縱向剛度的增大，在制動(dòng)力的作用下，軌道和橋梁結(jié)構(gòu)的大部分受力與變形都有所減小，但相對(duì)來(lái)說(shuō)變化不大，而連續(xù)梁橋墩受力則明顯增大。因此，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要對(duì)橋墩尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，以避免材料的浪費(fèi)。

• 實(shí)施例4：

該實(shí)施例采用《高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法》所建立的高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路縱橫垂向空間耦合動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，計(jì)算得到輪軌垂向和橫向力的時(shí)程曲線如圖27和圖28所示，輪軌垂向力最大值為127.665千牛，輪軌橫向力最大值為13.502千牛。根據(jù)輪軌橫向力計(jì)算得到的輪軸橫向力時(shí)程曲線如圖29所示，最大值為7.586千牛。根據(jù)輪軌垂向和橫向力計(jì)算得到的脫軌系數(shù)和輪重減載率的時(shí)程曲線如圖30和圖31所示，脫軌系數(shù)最大值為0.154，輪重減載率最大值為0.566。計(jì)算得到車(chē)體的垂向和橫向加速度的時(shí)程曲線如圖32和圖33所示，車(chē)體垂向加速度的最大值為0.044克，橫向加速度的最大值為0.024克。

計(jì)算得到鋼軌加速度時(shí)程曲線如圖34所示，最大值為336.335克。計(jì)算得到鋼軌垂向（絕對(duì)）位移時(shí)程曲線如圖35所示，最大值為3.708毫米。計(jì)算得到鋼軌橫向位移時(shí)程曲線如圖36所示，最大值為0.403毫米。根據(jù)計(jì)算得到的鋼軌橫向位移，可以算得軌距和軌向變化量，軌距變化量最大值為0.412毫米，軌向變化量最大值為0.268毫米。

計(jì)算得到連續(xù)梁上不同位置處軌道板垂向加速度的時(shí)程曲線匯總?cè)鐖D37所示，最大值為9.218克；動(dòng)應(yīng)力時(shí)程曲線匯總?cè)鐖D38所示，最大值為0.286兆帕。計(jì)算得到連續(xù)梁上不同位置處底座板垂向加速度的時(shí)程曲線匯總?cè)鐖D39所示，最大值為2.025克；動(dòng)應(yīng)力時(shí)程曲線匯總?cè)鐖D40所示，最大值為0.127兆帕。計(jì)算得到連續(xù)梁上不同位置處L型側(cè)向擋塊動(dòng)應(yīng)力的時(shí)程曲線匯總?cè)鐖D41所示，最大值為0.012兆帕。

計(jì)算得到連續(xù)梁上不同位置處橋梁垂向加速度最大值為0.010g，橋梁橫向加速度最大值為0.009克。計(jì)算得到連續(xù)梁上不同位置處橋梁撓度的時(shí)程曲線匯總?cè)鐖D42所示，橋梁撓度最大值為2.746毫米 。

1.高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法，其特征在于，該方法包括：應(yīng)用ANSYS軟件對(duì)鋼軌、扣件、軌道板、砂漿充填層、底座板、滑動(dòng)層、固結(jié)機(jī)構(gòu)、高強(qiáng)度擠塑板、L型側(cè)向擋塊、橋梁和橋墩、摩擦板和端刺錨固體系，以及路基土體和路基上支撐層結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬仿真，建立高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路縱橫垂向空間耦合靜力學(xué)模型并對(duì)該耦合靜力學(xué)模型進(jìn)行靜力學(xué)分析；應(yīng)用ABAQUS軟件對(duì)高速車(chē)輛的結(jié)構(gòu)、縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路的結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)大橋梁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬仿真，建立高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路縱橫垂向空間耦合動(dòng)力學(xué)模型，并對(duì)該耦合動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析；所述建立高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路縱橫垂向空間耦合靜力學(xué)模型具體如下：（1）鋼軌選用梁?jiǎn)卧M(jìn)行模擬，按實(shí)際截面屬性建模，考慮鋼軌的截面積、慣性矩以及扭轉(zhuǎn)彎矩參數(shù)，鋼軌按照支承節(jié)點(diǎn)劃分單元，全面考慮鋼軌的縱、橫、垂向線位移及轉(zhuǎn)角；（2）扣件采用彈簧單元進(jìn)行模擬，全面考慮扣件的縱向阻力、橫向剛度和垂向剛度，扣件的阻力和剛度均根據(jù)實(shí)測(cè)值取值；（3）軌道板和底座板在全橋范圍內(nèi)連續(xù)鋪設(shè)，標(biāo)準(zhǔn)軌道板之間通過(guò)6根精軋螺紋鋼筋相互連接，軌道板、砂漿充填層和底座板采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，全面考慮各部分結(jié)構(gòu)的幾何尺寸和物理屬性；（4）為了減小橋梁溫度變形對(duì)無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的影響，在底座板寬度范圍內(nèi)的梁面上連續(xù)設(shè)置“兩布一膜”滑動(dòng)層，使底座板與橋梁間保持滑動(dòng)狀態(tài)，橋上底座板與梁面間的“兩布一膜”滑動(dòng)層采用彈簧單元進(jìn)行模擬；（5）在每孔橋梁的固定支座上方，通過(guò)在梁體預(yù)設(shè)剪力齒槽和錨固筋組成的固結(jié)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)底座板與梁體之間的固結(jié)，在梁縫處一定范圍內(nèi)的梁面鋪設(shè)高強(qiáng)度擠塑板，以減小列車(chē)荷載作用下橋梁撓曲變形對(duì)無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的影響，固結(jié)機(jī)構(gòu)和高強(qiáng)度擠塑板采用彈簧單元進(jìn)行模擬；（6）由于橋梁和無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)之間只在固定支座上方進(jìn)行了連接，為保證軌道結(jié)構(gòu)的橫向和豎向穩(wěn)定性，在底座板兩側(cè)設(shè)置一定數(shù)量的L型側(cè)向擋塊，約束橋上底座板的橫向和豎向位移，L型側(cè)向擋塊采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，考慮擋塊的幾何尺寸和物理屬性；（7）橋梁采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，全面考慮橋梁結(jié)構(gòu)的幾何尺寸和物理屬性，考慮橋梁墩臺(tái)頂縱橫向剛度基本為線性，采用線性彈簧單元進(jìn)行模擬；（8）為保證橋梁臺(tái)后路基和無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，在路橋過(guò)渡段范圍內(nèi)設(shè)置一定長(zhǎng)度的摩擦板和端刺組成錨固體系進(jìn)行錨固，為實(shí)現(xiàn)路橋過(guò)渡段與區(qū)間無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的剛度平順過(guò)渡，在摩擦板和端刺后設(shè)置一定長(zhǎng)度的過(guò)渡板，摩擦板、端刺和過(guò)渡板采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，全面考慮整個(gè)臺(tái)后錨固體系的幾何尺寸和物理屬性；（9）為避免摩擦板區(qū)段的集中受力，路基上底座板與摩擦板間鋪設(shè)兩層土工布，路基上底座板與摩擦板間“兩布”滑動(dòng)層采用彈簧單元進(jìn)行模擬；（10）橋梁臺(tái)后路基土體以及路基上支撐層采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，全面考慮路基土體及支撐層的幾何尺寸和物理屬性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法，其特征在于，應(yīng)用ANSYS軟件建立的高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路縱橫垂向空間耦合靜力學(xué)模型進(jìn)行靜力學(xué)分析，計(jì)算得到在溫度變化、撓曲作用和制動(dòng)條件下，采用不同的橋上或摩擦板上滑動(dòng)層摩擦系數(shù)、扣件縱向阻力、橋梁溫差、無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)溫差、砂漿充填層彈性模量、底座板彈性模量折減程度、固結(jié)機(jī)構(gòu)縱向剛度、路基土體彈性模量、連續(xù)梁橋墩縱向剛度和連續(xù)梁橋跨長(zhǎng)度條件下的鋼軌最大縱向力，軌道板、砂漿層、底座板、錨固體系和端刺區(qū)土體最大應(yīng)力，固結(jié)機(jī)構(gòu)和連續(xù)梁橋墩最大縱向力，鋼軌、軌道板、砂漿層、底座板和錨固體系最大縱向位移，梁縫縱向變化量，鋼軌、軌道板、砂漿層、底座板和橋梁最大垂向位移，梁端轉(zhuǎn)角。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述應(yīng)用ABAQUS軟件建立高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路縱橫垂向空間耦合動(dòng)力學(xué)模型具體如下：（1）高速車(chē)輛為多剛體模型，由車(chē)體、轉(zhuǎn)向架、輪對(duì)、一系懸掛和二系懸掛組成；（2）鋼軌選用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，按實(shí)際截面屬性建模，考慮鋼軌的截面積、慣性矩以及扭轉(zhuǎn)彎矩參數(shù)，鋼軌按照較小的長(zhǎng)度劃分單元，以滿(mǎn)足動(dòng)力學(xué)計(jì)算的需要，全面考慮鋼軌的縱、橫、垂向線位移及轉(zhuǎn)角，鋼軌上施加現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)不平順軌道譜，并考慮鋼軌底下的軌底坡；（3）扣件采用彈簧單元進(jìn)行模擬，全面考慮扣件的縱向阻力、橫向剛度和垂向剛度；（4）軌道板、砂漿充填層和底座板采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，全面考慮各部分結(jié)構(gòu)的幾何尺寸和物理屬性；（5）底座板與梁面之間設(shè)置的“兩布一膜”滑動(dòng)層采用罰函數(shù)接觸進(jìn)行模擬，橋梁接縫區(qū)域的固結(jié)機(jī)構(gòu)和高強(qiáng)度擠塑板采用線性接觸剛度進(jìn)行模擬；（6）L型側(cè)向擋塊采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，全面考慮擋塊的幾何尺寸和物理屬性；（7）橋梁采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，全面考慮橋梁結(jié)構(gòu)的幾何尺寸和物理屬性。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法，其特征在于，應(yīng)用ABAQUS軟件建立的高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路縱橫垂向空間耦合動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，計(jì)算得到包括輪軌垂向和橫向力、輪軸橫向力、脫軌系數(shù)、輪重減載率、車(chē)體垂向和橫向加速度的各項(xiàng)動(dòng)力學(xué)安全性指標(biāo)、包括鋼軌加速度、垂向和橫向位移、軌距和軌向變化量的鋼軌動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果、包括軌道板垂向加速度、垂向位移、動(dòng)應(yīng)力，砂漿層垂向加速度、垂向位移、動(dòng)應(yīng)力，底座板垂向加速度、垂向位移、動(dòng)應(yīng)力，L型側(cè)向擋塊垂向加速度、動(dòng)應(yīng)力的無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果、包括橋梁垂向和橫向加速度、橋梁撓度、梁端轉(zhuǎn)角的橋梁動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述高速車(chē)輛的結(jié)構(gòu)包括車(chē)體、轉(zhuǎn)向架、輪對(duì)、一系懸掛和二系懸掛。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路的結(jié)構(gòu)包括鋼軌、扣件、軌道板、砂漿充填層、底座板、滑動(dòng)層、固結(jié)機(jī)構(gòu)、高強(qiáng)度擠塑板和L型側(cè)向擋塊。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述長(zhǎng)大橋梁的結(jié)構(gòu)包括簡(jiǎn)支箱梁、連續(xù)箱梁和橋墩 。

《高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法》屬于鐵道工程設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法 。

圖1為鋼軌梁?jiǎn)卧Ｐ蛨D。

圖2為標(biāo)準(zhǔn)軌道板實(shí)體單元模型圖。

圖3為軌道板、砂漿層和底座板實(shí)體單元模型圖。

圖4為橋上“兩布一膜”滑動(dòng)層位移與摩擦系數(shù)關(guān)系圖。

圖5為L(zhǎng)型側(cè)向擋塊實(shí)體單元模型圖。

圖6為32米簡(jiǎn)支箱梁實(shí)體單元模型圖。

圖7為（80 128 80）米連續(xù)箱梁實(shí)體單元模型圖。

圖8為臺(tái)后錨固體系實(shí)體單元模型圖。

圖9為摩擦板上“兩布”滑動(dòng)層位移與摩擦系數(shù)關(guān)系圖。

圖10為路基土體實(shí)體單元模型圖。

圖11為路基上支撐層實(shí)體單元模型圖。

圖12為橋梁地段縱連板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)靜力學(xué)模型圖。

圖13為路基地段縱連板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)靜力學(xué)模型圖。

圖14為高速車(chē)輛整體模型圖。

圖15為鋼軌實(shí)體單元模型圖。

圖16為標(biāo)準(zhǔn)軌道板實(shí)體單元模型圖。

圖17為軌道板、砂漿層和底座板實(shí)體單元模型圖。

圖18為L(zhǎng)型側(cè)向擋塊實(shí)體單元模型圖。

圖19為32米簡(jiǎn)支箱梁實(shí)體單元模型圖。

圖20為（80 128 80）米連續(xù)箱梁實(shí)體單元模型圖。

圖21為高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路縱橫垂向空間耦合動(dòng)力學(xué)模型正視圖。

圖22為高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路縱橫垂向空間耦合動(dòng)力學(xué)模型整體圖。

圖23為不同橋上滑動(dòng)層摩擦系數(shù)條件下鋼軌伸縮力比較圖。

圖24為不同橋上滑動(dòng)層摩擦系數(shù)條件下鋼軌伸縮位移比較圖。

圖25為不同連續(xù)梁橋墩縱向剛度條件下鋼軌制動(dòng)力比較圖。

圖26為不同連續(xù)梁橋墩縱向剛度條件下鋼軌制動(dòng)位移比較圖。

圖27為輪軌垂向力時(shí)程圖。

圖28為輪軌橫向力時(shí)程圖。

圖29為輪軸橫向力時(shí)程圖。

圖30為脫軌系數(shù)時(shí)程圖。

圖31為輪重減載率時(shí)程圖。

圖32為車(chē)體垂向加速度時(shí)程圖。

圖33為車(chē)體橫向加速度時(shí)程圖。

圖34為鋼軌加速度時(shí)程圖。

圖35為鋼軌垂向（絕對(duì)）位移時(shí)程圖。

圖36為鋼軌橫向位移時(shí)程圖。

圖37為軌道板垂向加速度時(shí)程圖匯總。

圖38為軌道板動(dòng)應(yīng)力時(shí)程圖匯總。

圖39為底座板垂向加速度時(shí)程圖匯總。

圖40為底座板動(dòng)應(yīng)力時(shí)程圖匯總。

圖41為L(zhǎng)型側(cè)向擋塊動(dòng)應(yīng)力時(shí)程圖匯總。

圖42為橋梁撓度時(shí)程圖匯總 。

高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法專(zhuān)利目的

針對(duì)2012年技術(shù)的不足，《高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法》提供高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法，建立高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路縱橫垂向空間耦合靜、動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)不同的軌道參數(shù)和橋梁參數(shù)等設(shè)計(jì)因素的影響規(guī)律進(jìn)行了計(jì)算與分析，對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)提出了有益的補(bǔ)充 。

高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法技術(shù)方案

《高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法》技術(shù)方案如下：

高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法，該方法包括：應(yīng)用ANSYS軟件對(duì)鋼軌、扣件、軌道板、砂漿充填層、底座板、滑動(dòng)層、固結(jié)機(jī)構(gòu)、高強(qiáng)度擠塑板、L型側(cè)向擋塊、橋梁和橋墩、摩擦板和端刺錨固體系，以及路基土體和路基上支撐層結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬仿真，建立高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路縱橫垂向空間耦合靜力學(xué)模型并對(duì)該耦合靜力學(xué)模型進(jìn)行靜力學(xué)分析；應(yīng)用ABAQUS軟件對(duì)高速車(chē)輛的結(jié)構(gòu)、縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路的結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)大橋梁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬仿真，建立高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路縱橫垂向空間耦合動(dòng)力學(xué)模型，并對(duì)該耦合動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。

所述建立高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路縱橫垂向空間耦合靜力學(xué)模型具體如下：

（1）鋼軌選用梁?jiǎn)卧M(jìn)行模擬，按實(shí)際截面屬性建模，考慮鋼軌的截面積、慣性矩以及扭轉(zhuǎn)彎矩參數(shù)，鋼軌按照支承節(jié)點(diǎn)劃分單元，全面考慮鋼軌的縱、橫、垂向線位移及轉(zhuǎn)角；

（2）扣件采用彈簧單元進(jìn)行模擬，全面考慮扣件的縱向阻力、橫向剛度和垂向剛度，扣件的阻力和剛度均根據(jù)實(shí)測(cè)值取值；

（3）軌道板和底座板在全橋范圍內(nèi)連續(xù)鋪設(shè)，標(biāo)準(zhǔn)軌道板之間通過(guò)6根精軋螺紋鋼筋相互連接，軌道板、砂漿充填層和底座板采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，全面考慮各部分結(jié)構(gòu)的幾何尺寸和物理屬性；

（4）為了減小橋梁溫度變形對(duì)無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的影響，在底座板寬度范圍內(nèi)的梁面上連續(xù)設(shè)置“兩布一膜”滑動(dòng)層，使底座板與橋梁間保持滑動(dòng)狀態(tài)，橋上底座板與梁面間的“兩布一膜”滑動(dòng)層采用彈簧單元進(jìn)行模擬；

（5）在每孔橋梁的固定支座上方，通過(guò)在梁體預(yù)設(shè)剪力齒槽和錨固筋組成的固結(jié)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)底座板與梁體之間的固結(jié)，在梁縫處一定范圍內(nèi)的梁面鋪設(shè)高強(qiáng)度擠塑板，以減小列車(chē)荷載作用下橋梁撓曲變形對(duì)無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的影響，固結(jié)機(jī)構(gòu)和高強(qiáng)度擠塑板采用彈簧單元進(jìn)行模擬；

（6）由于橋梁和無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)之間只在固定支座上方進(jìn)行了連接，為保證軌道結(jié)構(gòu)的橫向和豎向穩(wěn)定性，在底座板兩側(cè)設(shè)置一定數(shù)量的L型側(cè)向擋塊，約束橋上底座板的橫向和豎向位移，L型側(cè)向擋塊采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，考慮擋塊的幾何尺寸和物理屬性；

（7）橋梁采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，全面考慮橋梁結(jié)構(gòu)的幾何尺寸和物理屬性，考慮橋梁墩臺(tái)頂縱橫向剛度基本為線性，采用線性彈簧單元進(jìn)行模擬；

（8）為保證橋梁臺(tái)后路基和無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，在路橋過(guò)渡段范圍內(nèi)設(shè)置一定長(zhǎng)度的摩擦板和端刺組成錨固體系進(jìn)行錨固，為實(shí)現(xiàn)路橋過(guò)渡段與區(qū)間無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的剛度平順過(guò)渡，在摩擦板和端刺后設(shè)置一定長(zhǎng)度的過(guò)渡板，摩擦板、端刺和過(guò)渡板采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，全面考慮整個(gè)臺(tái)后錨固體系的幾何尺寸和物理屬性。

（9）為避免摩擦板區(qū)段的集中受力，路基上底座板與摩擦板間鋪設(shè)兩層土工布，路基上底座板與摩擦板間“兩布”滑動(dòng)層采用彈簧單元進(jìn)行模擬；

（10）橋梁臺(tái)后路基土體以及路基上支撐層采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，全面考慮路基土體及支撐層的幾何尺寸和物理屬性。

所述應(yīng)用ANSYS軟件建立的高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路縱橫垂向空間耦合靜力學(xué)模型進(jìn)行靜力學(xué)分析，計(jì)算得到在溫度變化、撓曲作用和制動(dòng)條件下，采用不同的橋上或摩擦板上滑動(dòng)層摩擦系數(shù)、扣件縱向阻力、橋梁溫差、無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)溫差、砂漿充填層彈性模量、底座板彈性模量折減程度、固結(jié)機(jī)構(gòu)縱向剛度、路基土體彈性模量、連續(xù)梁橋墩縱向剛度和連續(xù)梁橋跨長(zhǎng)度等條件下的鋼軌最大縱向力，軌道板、砂漿層、底座板、錨固體系和端刺區(qū)土體最大應(yīng)力，固結(jié)機(jī)構(gòu)和連續(xù)梁橋墩最大縱向力，鋼軌、軌道板、砂漿層、底座板和錨固體系最大縱向位移，梁縫縱向變化量，鋼軌、軌道板、砂漿層、底座板和橋梁最大垂向位移，梁端轉(zhuǎn)角。

所述應(yīng)用ABAQUS軟件建立高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路縱橫垂向空間耦合動(dòng)力學(xué)模型具體如下：

（1）高速車(chē)輛為多剛體模型，由車(chē)體、轉(zhuǎn)向架、輪對(duì)、一系懸掛和二系懸掛組成；

（2）鋼軌選用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，按實(shí)際截面屬性建模，考慮鋼軌的截面積、慣性矩以及扭轉(zhuǎn)彎矩參數(shù)，鋼軌按照較小的長(zhǎng)度劃分單元，以滿(mǎn)足動(dòng)力學(xué)計(jì)算的需要，全面考慮鋼軌的縱、橫、垂向線位移及轉(zhuǎn)角，鋼軌上施加現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)不平順軌道譜，并考慮鋼軌底下的軌底坡；

（3）扣件采用彈簧單元進(jìn)行模擬，全面考慮扣件的縱向阻力、橫向剛度和垂向剛度；

（4）軌道板、砂漿充填層和底座板采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，全面考慮各部分結(jié)構(gòu)的幾何尺寸和物理屬性；

（5）底座板與梁面之間設(shè)置的“兩布一膜”滑動(dòng)層采用罰函數(shù)接觸進(jìn)行模擬，橋梁接縫區(qū)域的固結(jié)機(jī)構(gòu)和高強(qiáng)度擠塑板采用線性接觸剛度進(jìn)行模擬；

（6）L型側(cè)向擋塊采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，全面考慮擋塊的幾何尺寸和物理屬性；

（7）橋梁采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬，全面考慮橋梁結(jié)構(gòu)的幾何尺寸和物理屬性。

應(yīng)用ABAQUS軟件建立的高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路縱橫垂向空間耦合動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，計(jì)算得到包括輪軌垂向和橫向力、輪軸橫向力、脫軌系數(shù)、輪重減載率、車(chē)體垂向和橫向加速度的各項(xiàng)動(dòng)力學(xué)安全性指標(biāo)、包括鋼軌加速度、垂向和橫向位移、軌距和軌向變化量的鋼軌動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果、包括軌道板垂向加速度、垂向位移、動(dòng)應(yīng)力，砂漿層垂向加速度、垂向位移、動(dòng)應(yīng)力，底座板垂向加速度、垂向位移、動(dòng)應(yīng)力，L型側(cè)向擋塊垂向加速度、動(dòng)應(yīng)力的無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果、包括橋梁垂向和橫向加速度、橋梁撓度、梁端轉(zhuǎn)角的橋梁動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果。

所述高速車(chē)輛的結(jié)構(gòu)包括車(chē)體、轉(zhuǎn)向架、輪對(duì)、一系懸掛和二系懸掛。

所述縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路的結(jié)構(gòu)包括鋼軌、扣件、軌道板、砂漿充填層、底座板、滑動(dòng)層、固結(jié)機(jī)構(gòu)、高強(qiáng)度擠塑板和L型側(cè)向擋塊。

所述長(zhǎng)大橋梁的結(jié)構(gòu)包括簡(jiǎn)支箱梁、連續(xù)箱梁和橋墩 。

高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法改善效果

《高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法》可以彌補(bǔ)高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路研究的不足，有助于形成中國(guó)高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道的技術(shù)條件，完善中國(guó)高速鐵路技術(shù)體系，研究成果將直接服務(wù)于中國(guó)高速鐵路的建設(shè)，具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。

《高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路設(shè)計(jì)方法》所建立的高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路空間耦合模型，結(jié)構(gòu)更加完善，模型更加細(xì)致，各項(xiàng)參數(shù)均可以按照實(shí)際設(shè)計(jì)參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)取值，可以得到各細(xì)部結(jié)構(gòu)在靜、動(dòng)力學(xué)條件下的計(jì)算結(jié)果，解決了設(shè)計(jì)、鋪設(shè)和養(yǎng)護(hù)維修等方面面臨的各項(xiàng)技術(shù)難題 。

2012年，中國(guó)多條高速鐵路客運(yùn)專(zhuān)線正在采用縱連板式無(wú)砟軌道，在特殊地段將出現(xiàn)長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路結(jié)構(gòu)。雖然無(wú)砟軌道和橋上無(wú)縫線路的研究已經(jīng)取得了很多成果，但對(duì)于高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路這種新的結(jié)構(gòu)，相關(guān)的研究較少。特別是在大跨度連續(xù)梁上采用縱連板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)之后，其梁軌相互作用機(jī)理更加復(fù)雜。高速鐵路長(zhǎng)大橋梁縱連板式無(wú)砟軌道無(wú)縫線路集中了高速鐵路、長(zhǎng)大橋梁、縱連板式無(wú)砟軌道和橋上無(wú)縫線路等多種技術(shù)難點(diǎn)，某些關(guān)鍵技術(shù)方面存在的問(wèn)題還需要解決 。

橋梁縱坡度，橋面沿橋軸線方向的坡度。

為保證橋梁縱向穩(wěn)定，固定橋?qū)v坡度有明確規(guī)定，如低水橋架設(shè)時(shí)的最大允許縱坡度為3%。

本書(shū)針對(duì)中國(guó)高速鐵路線/橋結(jié)構(gòu)工程特點(diǎn)，系統(tǒng)闡述了作者十余年來(lái)在橋上無(wú)縫線路技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新研究成果及應(yīng)用實(shí)踐。全書(shū)共五章，內(nèi)容涵蓋了國(guó)內(nèi)外橋上無(wú)縫線路技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及設(shè)計(jì)方法對(duì)比、各種類(lèi)型軌道和橋梁結(jié)構(gòu)間縱各相互作用規(guī)律、高速鐵路線/橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法、狀態(tài)檢測(cè)與監(jiān)測(cè)技術(shù)及下一步研究工作方向等。

超長(zhǎng)無(wú)縫線路的鋪設(shè)是以單元軌條為一段依次分段焊連施工的。焊連時(shí)保證鎖定軌溫不超限（在設(shè)計(jì)中和軌溫范圍）是關(guān)鍵。所以根據(jù)施工作業(yè)軌溫和施工條件一般有兩種施工方法，一種叫“連入法”，一種叫“插入法”。

無(wú)縫線路連入法

采用連入法施工時(shí)，是在一個(gè)天窗時(shí)間內(nèi)把要鋪設(shè)的單元軌條始端用焊接法與前一天鋪設(shè)的單元軌條終端焊連，鋪設(shè)時(shí)同時(shí)焊接同時(shí)放散，做到一步到位。也就是說(shuō)，在認(rèn)為鎖定軌溫相符的條件下，新軌引進(jìn)換軌車(chē)龍門(mén)之后，換軌車(chē)邊前進(jìn)邊進(jìn)行長(zhǎng)軌條的始端焊接。這種施工組織難度較大，一般適用于封閉線路鋪設(shè)和軌溫變化不大，與鎖定軌溫相同的條件。

無(wú)縫線路插入法

是在一個(gè)天窗內(nèi)，與鋪設(shè)普通無(wú)縫線路一樣，在兩單元軌條之間設(shè)一根緩沖軌（長(zhǎng)度不短于6m）。而在另一個(gè)天窗時(shí)間取出緩沖軌，插入經(jīng)計(jì)算確定的軌長(zhǎng)放散應(yīng)力，然后進(jìn)行最終焊接。第二次焊接作業(yè)，可以選在正在鋪設(shè)新軌區(qū)間或相鄰區(qū)間鋪設(shè)新單元軌條時(shí)的同一個(gè)天窗內(nèi)來(lái)進(jìn)行。作業(yè)地點(diǎn)間隔以相互施工不發(fā)生影響，最好不小于三個(gè)單元軌條長(zhǎng)。這種施工方法原則上可以任意軌溫下鋪設(shè)，施工難度較小，容易做到溫度力均勻，符合設(shè)計(jì)中和軌溫要求。

超長(zhǎng)無(wú)縫線路的基本原理與普通無(wú)縫線路相同，因此，普通無(wú)縫線路的一切養(yǎng)護(hù)維修辦法，都適用于超長(zhǎng)無(wú)縫線路。但超長(zhǎng)無(wú)縫線路因其軌條特長(zhǎng)，也有一些不同于普通無(wú)縫線路的特點(diǎn)。

超長(zhǎng)無(wú)縫線路一經(jīng)鎖定，其鎖定狀況，因其超長(zhǎng)而不易改變。例如，鎖定軌溫不準(zhǔn)、軸向力分布不均時(shí)，只能進(jìn)行局部調(diào)整，幾乎無(wú)法進(jìn)行整體放散。因此，“鎖定軌溫要準(zhǔn)”對(duì)超長(zhǎng)無(wú)縫線路來(lái)說(shuō)格外重要。為此，必須做好：

跟蹤監(jiān)控：大修換軌時(shí)，工務(wù)段要派遣分管無(wú)縫線路的技術(shù)人員，對(duì)施工中鎖定軌溫的設(shè)置實(shí)行跟蹤監(jiān)控。施工單位確定的鎖定軌溫之依據(jù)是否可靠；新軌的入槽軌溫和落槽軌溫的測(cè)定是否準(zhǔn)確適時(shí)；低溫拉伸時(shí)，其拉伸溫差和拉伸量的核定是否無(wú)誤，拉伸是否均勻等等，都要認(rèn)真監(jiān)視、檢查和記錄。嚴(yán)格驗(yàn)收。工程驗(yàn)交時(shí)，有關(guān)記錄鎖定軌溫的資料，必須齊全，同時(shí)要一一查對(duì)核實(shí)，如有疑問(wèn)必須核查清楚。

最終復(fù)核：工程驗(yàn)交以后，工務(wù)段要對(duì)驗(yàn)交區(qū)段的軌長(zhǎng)表項(xiàng)進(jìn)行一次取標(biāo)測(cè)量，去掉可疑點(diǎn)，算出各分段的鎖定軌溫值。而后將跟蹤監(jiān)控、交驗(yàn)資料、取標(biāo)測(cè)算三方面的情況進(jìn)行一次最終核查，將查定的鎖定軌溫作為日后管理的依據(jù)。

日常監(jiān)測(cè)。在日常管理中，要對(duì)爬行觀測(cè)樁和軌長(zhǎng)標(biāo)定的設(shè)標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行定期觀測(cè)，并互相核對(duì)。如發(fā)現(xiàn)兩觀測(cè)樁之間有位移，則進(jìn)一步對(duì)兩觀測(cè)樁之間的設(shè)標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行取標(biāo)測(cè)量，詳查發(fā)生位移的實(shí)際段落所在。核定后進(jìn)行局部應(yīng)力調(diào)正，使之均勻。