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輕軌PC梁支座的有限元分析

發(fā)布于:2016-04-11 18:38
有限元分析

      跨座式輕軌交通系統(tǒng)是日本和歐美等發(fā)達(dá)國家在80年代提出的一種現(xiàn)代城市交通模式。和地鐵相比,它同時具有投資省(僅相當(dāng)于地鐵投資的40%)、保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源、速度快(80 km/h)、爬坡能力強(qiáng)、不占用地面道路等優(yōu)點,在國外發(fā)展異常迅速。根據(jù)城市的發(fā)展,我國將建設(shè)輕軌交通線路約300條,線路總長約4500 km。預(yù)計到2010年,我國將建成輕軌線路約450 km,到2020年,我國將建成輕軌線路約900 km,到2050年前,將全部建成約4500 km的輕軌線路。城市輕軌將與地鐵、市郊(城市)鐵路及其他軌道交通構(gòu)成一個城市的快速軌道交通體合換乘樞紐,市民可方便換乘不同車次,乘客將感到乘坐軌道交通極其方便,軌道交通承擔(dān)的運量可達(dá)到城市公共交通運量的50%~80%。
      由于輕軌交通具有以上特點,它比較適合我國國情,尤其適合于改善現(xiàn)有的交通狀況。該線路工程全線長17.54 km,采用高架跨座式單軌交通方式。全線建成后可達(dá)到高峰小時運送3萬人次的客運能力。但輕軌交通及其相關(guān)技術(shù)在國內(nèi)尚屬發(fā)展階段,有許多技術(shù)問題和產(chǎn)品開發(fā)有待解決。PC軌道梁鑄鋼支座是預(yù)應(yīng)力混凝土梁與墩臺相連的支撐體。鑄鋼支座分為固定和活動支座2種,它們分別用于直線梁和曲線梁的支承,能同時承受輕軌列車高速行駛所產(chǎn)生的多種組合荷載,其中包括垂直縱橫向荷載、扭轉(zhuǎn)荷載以及沖擊荷載等。為滿足輕軌客車行車的安全可靠、平穩(wěn)及低噪聲的要求,鑄鋼支座應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、抗疲勞、耐磨、承受PC梁荷載和環(huán)境溫度變化以及防腐蝕的耐久性要求。因此,不論在材料的選用還是在制造精度以及結(jié)構(gòu)形式上,它都比一般的橋梁支座要求高的多。為適應(yīng)國內(nèi)輕軌交通發(fā)展的需要,共同研制了跨座式輕軌PC梁鑄鋼支座,并對其進(jìn)行了有限元分析和實驗研究,其目的是開發(fā)替代國外進(jìn)口的同類產(chǎn)品,實現(xiàn)鑄鋼支座的國產(chǎn)化。
      按支座的實際尺寸,利用I-DEAS程序,建立了和實際零件比例為1:1的有限元模型,單元形式為四面體4結(jié)點單元。輕軌PC軌道梁固定支座和活動支座的三維實體和有限元模型如圖所示。豎向力,為一分布力(面力),作用在支座上擺頂面垂直方向,橫向荷載,為一分布力,作用在上擺頂面平行方向,橫向力矩,將其轉(zhuǎn)換為2個分布力,分別作用在支座上擺頂面,方向相反。


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