铁轨分析

加强版本的软件选项

铁轨分析

随着全球高速和轻轨基础设施项目的增长,都需要对轨道和桥梁的相互动力作用进行精确的建模分析,尤其是对于那些由温度荷载和列车荷载引起的结构应力和力的计算。

LUSAS铁轨分析选项可以进行轨道/桥梁的相互作用分析,并且加入了国际联合铁路规范UIC 774-3。用户可以在从Excel中输入数据,然后导入到软件中进行自动地建模,运行分析,并快速地生成电子表格形式或LUSAS结果文件格式的结果文件。


Modelling to International Union of Railways Code UIC 774-3

UIC773-3结构系统


UIC 773-3 Track/Deck Modelling


建模

为了准确地评估轨道结构相互作用影响,需要非线性分析来研究桥面上的热负载,如果安装了任何轨道膨胀装置,轨道上的热负载以及与火车相关联的垂直和纵向制动和/或加速载荷。这可以用于压载或无压载轨道。

 

从在Excel电子表格中定义的几何、材料属性和荷载数据,LUSAS能在三维中自动地创建轨道和桥梁相互作用模型。轨道的温度荷载以及由于加速和制动产生的轨道力都能被灵活设定。


为了与实际的UIC774-3规范相一致,用户可指定的单元长度可以用来设定纵向路基和桥梁的特性。模型可以定义铁轨扣件、道渣运动、轴承和墩的刚度。建模对话框中允许一辆列车通过一个或几个结构,也允许多辆列车通过同一个结构。


LUSAS铁轨分析选项的一个关键特性是根据火车或火车穿过桥梁的位置,自动更新与轨道/结构界面相关的材料属性。


电子表格输入数据


Full model built by LUSAS

LUSAS建立的完全地基和高架桥模型


   Enlarged view of first span

第一跨的放大视图

Exploded isometric view showing embankment support and first span

显示地基支承和第一跨开始端的部分模型视图

 

分析

桥面板的温度荷载作用可以在后来的多轨道布置的分析中单独考虑,也可以将温度荷载与轨道力结合在一起进行分析,由于道床和扣件的非线性特点,因此分析也必然涉及到非线性。对于完整的铁路轨道评估,还应考虑由影响结构本身的列车通过引起的动态效应。


结果生成

您可以迅速地以电子表格数据格式或者LUSAS文件格式生成结果。可以设定用户定义的荷载组合。电子表格结果文件包括轨道力以及桥面板上的力和惯性矩。


在Excel中查看结果

使用Excel,结果电子表格中的单独工作表包含特定感兴趣区域的结果。这些工作表包括:

  • 每个轨道和甲板组件的摘要,图形和表格形式的原始结果数据

  • 原始轨道和甲板数据的包络摘要,图表和表格形式,用于温度和列车轨道载荷的组合

  • 铁路位移表

  • 纵向反应表

  • 铁路应力值表。

后三个表以摘要形式提供关键结果,并允许快速确定哪个分析导致需要对UIC774-3代码执行的每个检查产生最坏的影响。一些示例结果工作表如下:

rta_EnvelExcel-Track_TempRail_600.jpg

轨道中轴向应力的包络


rta_GroupResults-Deck_1_600.jpg

甲板工作表的摘录显示甲板的纵向位移


rta_GroupResults-RailbedTable_600.jpg

轨道的相对位移表(轨道和甲板之间的相对位移)


在LUSAS中查看结果

使用LUSAS可以获得各种类似的图形,表格列表和结果图,以允许根据UIC774-3代码检查大多数关键值,但在Excel电子表格中创建和查看结果的优势在于它提供了自动包络,摘要并绘制每个载荷的关键结果图。

krtc_results_20deg.gif

LUSAS的典型轴向力结果图显示了从温度负荷到甲板的连续焊接钢轨的受力。

后记

对于如上所示的多跨和多层结构,堤坝/基台与其他甲板之间的相互作用意味着行为可能是复杂的。作为示例,当仅考虑具有连续焊接轨道的结构上的热负荷时,通常看到轨道中的轴向力/应力的反转。

krtc_detail_spans.gif


虽然从所示模型的尺寸不明显,但上面所示的结构长325米,由两个甲板组成,每个甲板有两个25米的跨度,后面是三个甲板,每个甲板有三个25米的跨度。每个甲板的一个墩/轴承支撑由约束弹簧表示,该约束弹簧考虑了根据UIC774-3的墩/轴承系统的偏转特性。所有剩余的桥墩/轴承支撑都是滚轮支撑,允许甲板纵向移动。在温度对结构的影响下,可以看出任一轨道/轨道中的轴向力/应力是变化的。这主要是由于可移动和固定结构部件之间的相互作用。


相关软件选项

由于分析的性质,使用铁路轨道分析选项需要以下选项才能访问。

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