无缝线路理论知识(9)

在列车荷载作用下，由于梁的挠曲变形，梁轨间发生相对位移，通过相互间连接装置给钢轨施加纵向水平力，这即挠曲力。与此同时这力一大小相等，方向相反作用于桥梁传至墩台。

挠曲力的大小除与连接扣件类型、分布、扣着力大小有关外，同时与列车荷载，梁轨相对位移也密切相关。计算挠曲力时，荷载一般采用中活载。

(一)计算方法

以简支梁为例，如图5-18，在列车荷载作用下，梁发生挠曲变形，上翼缘被压缩，下翼缘纤维被拉伸，如果梁的两端均为活动支座，则梁的两端将作对称位移。上缘a0点移到a1点，b0点移到b1点。水平位

铁路无缝线路 钢轨温度力 伸缩位移 轨温变化 纵向受力分析

移量为v0，下缘c0点移到c1点，d0点移到d1点，位移量为u0。u0、v0都是由于梁挠曲、梁端断面偏转θ角产生的位移量。但实际上梁的一端为固定，一端为活动，固定端c0点不能移动。因此，当梁挠曲各断面发生偏转时，梁向活动端平移一个数值u0，结果上缘a0点实际位移量为：Δa= u0＋v0，

b0点实际位移量为：Δb= u0－v0

如果梁的截面对称于水平中性轴，则h1= h2，v0= u0从而：

由此可见当梁在荷载作用下、挠曲变形时，梁的上缘各点由固定端向活动端移动，而固定端上缘各点移动最大，并向活动端非线性递减，在活动端上缘点为零。梁上缘各点的位移必将通过连接扣件对钢轨施加纵向水平力(挠曲力)，钢轨在纵向水平力作用下，同样产生由梁的固定端向活动端方向移动，这样在梁跨内有一梁轨位移相等点C，即yc=Δc。在C点以左梁的位移大于轨的位移，梁对轨的作用力指向右；在C点以右梁的位移小于轨的位移，梁对轨的作用力指向左。为了阻止钢轨位移，固定端外的路基上钢轨受拉，活动端外的路基(或另一孔梁)上的钢轨受挤压。这样可以绘出钢轨受力（即挠曲力）图，如图5-19。如果钢轨连续，则钢轨的受拉伸长量与受压缩短量必须相等。由此，钢轨挠曲力可以由梁轨位移相等条件和钢轨拉压平衡条件的方程式求得。方法与求伸缩力相似。

图5—18 简支梁上缘位移图

图5—19 挠曲力计算图

(二)梁挠曲水平位移计算及注意事项

1．计算梁的位移量，按照桥规有关规定不考虑冲击力的影响。为便于计算，将中-活载换算成分布荷载，梁的挠曲刚度采取各截面的换算值。

对实体简支梁，由图5-18知，由于截面偏转，梁的上下缘各点所产生的水平位移：

(5-52)

材料力学公式 :

图5—18 简支梁上缘位移图

图5—19 梁受力及位移计算图

对图5-20的荷载图式，

当0≤x≤a

(5-53)

当0≤x≤l

(5-54)

则相应的水平位移炼由式（5-52）、（5-53）和（5-54）可求得。

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