大跨度拱桥空间无缝线路计算方法优化
刘大园，罗 磊，王育恒，庞 玲，姚 力
(中铁二院工程集团有限责任公司，成都610031)
摘 要：研究目的：大跨度铁路拱桥在大温差、混凝土收缩徐变和列车荷载等因素作用下，梁-轨相互作用问题变得更加复杂，针对大跨度铁路拱桥上无缝线路在复杂荷载下的力学行为难以通过传统平面模型精确模拟的问题，本文提出了一种基于三维空间有限元的轨道-拱桥一体化建模方法。
方法：以某500m上承式钢管混凝土四线铁路拱桥为研究对象，构建“轨-道床-梁-柱-拱”多层次空间模型，对比常阻力扣件、小阻尼扣件及伸缩调节器三种铺设方案的纵向力分布规律。
结果：三维空间模型可精准捕捉钢轨应力在拱桥钢-混交界处及梁缝等结构突变处的波峰现象；相较于常阻力扣件方案，伸缩调节器方案显著降低降温伸缩应力（降幅25.7%）和制动应力（降幅74.6%），使钢轨总应力由374.05 MPa降至325.75 MPa，满足本桥U75V钢轨强度要求；三维空间模型可通过调整单元划分、建立完整结构来控制精度，能精准捕捉局部应力、应变等细节，相较于平面模型显著降低了分析误差，使得计算结果更接近真实值；在其他方案不满足无缝线路检算要求时，可考虑采用“伸缩调节器+小阻力扣件”组合方案。
结论及意义：研究成果为大跨度拱桥无缝线路设计提供了三维分析范式，能有效解决传统方法低估空间力学效应导致的钢轨应力超限问题。
关键词：铁路轨道；桥上无缝线路；有限元计算；大跨度拱桥；方案比选
中图分类号：U212.3 文献标识码：A DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.202510140003