大跨铁路桥梁和公铁合建桥梁竖向刚度控制的运营纵向坡度方法技术

大跨铁路桥梁和公铁合建桥梁竖向刚度控制的运营纵向坡度方法，以有效解决目前大跨铁路桥梁竖向刚度设计无依据和方法的难题。本发明专利技术通过控制列车过桥全程的桥面运营纵向坡度和运营纵坡差，保证了列车在桥上任意位置不会出现临时停车后爬坡困难，临时停车后溜逸、无法安全制动和列车脱钩和折钩等问题，实现了列车安全平稳通过全桥。避免了以往大跨度和多塔多主跨铁路桥梁，公铁合建桥采用统一挠跨比δ/L的缺陷，可充分利用、发挥各种大跨铁路和公铁合建桥梁的结构行为，有效减少桥梁结构部件的材料用量，显著降低工程建设费用。可根据列车活载和温度的纵向坡度反推成桥纵向坡度的允许值，以便设置合理的成桥纵向坡度和桥面线型。

Longitudinal slope method for controlling vertical stiffness of Long-span Railway Bridge and highway railway bridge

【技术实现步骤摘要】
大跨铁路桥梁和公铁合建桥梁竖向刚度控制的运营纵向坡度方法
本专利技术涉及大跨度铁路桥梁或公铁合建桥的竖向刚度控制方法(桥梁主跨≥300m)，特别涉及适用于大跨度铁路缆索承重桥梁或多跨缆索承重铁路桥梁竖向刚度的运营纵向坡度控制方法，在保证列车运行安全和舒适的前提下，有效解决了目前大跨铁路和公铁合建桥梁竖向刚度要求过高的问题，显著降低了大跨度铁路桥梁和公铁合建桥梁的工程投资。
技术介绍
为了保证列车运营的安全性，满足客车乘坐舒适度和货车平稳性等要求，铁路和公铁合建桥梁设计中需要对桥梁的竖向刚度进行控制。国内外规范对铁路桥梁的竖向刚度进行了严格的规定，多采用列车活荷载作用下桥梁跨中的最大挠度和跨度的比值作为竖向刚度控制指标，下文简称为挠跨比。如我国《铁路桥涵设计规范》(TB10002-2017)5.2.2条明确规定了不同设计时速下、不同跨度范围的挠跨比限值；欧盟2003年版规范《EN1991-2》中针对不同设计速度、不同跨度和类型桥梁，以列车通过时车体竖向加速度为控制指标，提出了挠度与跨度比值(δ/L)的限值。然而，上述规范也明确说明了规范的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.适用于大跨铁路和公铁合建桥梁竖向刚度控制的运营纵向坡度方法，包括如下步骤：/n(1)根据该线路的总体设计指标和车辆型号，确定出线路的最大牵引纵向坡度[θ]

【技术特征摘要】
1.适用于大跨铁路和公铁合建桥梁竖向刚度控制的运营纵向坡度方法，包括如下步骤：
(1)根据该线路的总体设计指标和车辆型号，确定出线路的最大牵引纵向坡度[θ]max、最大纵向坡度差[Δ]和最小溜逸纵向坡度[θ]min；
(2)初拟桥梁的成桥纵向坡度θl和结构尺寸，开展桥梁结构有限元分析，计算货车从车头上桥到车尾出桥全过程中桥面各点处的转角θc时程曲线；根据桥址处气温变化情况，计算升降温工况下桥面各点处的转角位移θw曲线；
(3)将步骤(2)中在列车荷载和温度作用组合工况下桥面各点的纵向坡度θc、θw与成桥线路设计纵向坡度θl相叠加，得到列车通过桥梁时桥面各点的运营最大纵向坡度曲线θtmax和最小纵向坡度曲线θtmin；
(4)将步骤(3)中的运营最大纵向坡度曲线数值θtmax，与步骤(1)中的最大牵引纵向坡度[θ]max进行比较，判断实际最大纵向坡度θimax≤[θ]max，若是，表明货车在桥上刹车后，能够重新牵引启动，可进行下一步，若否，则重复步骤(2)，调整结构尺寸；
(5)将步骤(3)中的运营最小纵向坡度曲线θtmin，与步骤(1)中的最小溜逸纵向坡度[θ]min进行比较，判断实际运营最小纵向坡度[θ]min≤θmin，若是，表明货车在下坡区域，刹车后列车不出现溜逸，可进行下一步，若否，则重复步骤(2)，调整结构尺寸；
(6)根据步骤(3)中确定的运营最大、最小纵向坡度曲线，求一阶导数，得到桥面各点的转角变化量Δi；通过对Δi求倒数，得到桥面各点处的曲率半径Ri；
(7)将步骤(6)求得的桥面各点处转角变化量Δi与步骤(1)中的最大纵向坡度差[Δ]进行比较，判断最大纵向坡度差Δi≤[Δ]，若是，表明货车不会折钩，可进行下一步；若否，则重复步骤(2)，调整结构尺寸。
(8)开展客车舒适度要求的初判断，将步骤(6)求得桥面各点处曲率半径进行竖曲线半径验算，判断其中，Vmax是线路最高设计时速；若是，表明列车通过变坡点时运行稳定，舒适度满足要求，可进行下一步；若否，则重复步骤(2)，调整结构尺寸。
(9)开展车-桥耦合动力响应分析，按照铁路桥涵设计规范，判别列车运行安全性及舒适度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王应良，杨国静，陈星宇，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51