论文部分内容阅读
悬挂式单轨交通系统作为单轨交通的形式之一,具备城市空间利用率高、建设成本低、建设速度快、安全性好等诸多优点,其在德国和日本的应用最为广泛。然而,国内对悬挂式单轨的研究尚处于起步阶段,缺乏相关的技术规范和标准。轨道梁作为悬挂式单轨系统的重要组成部分,具有承载、导向和稳定车辆的作用。设计合理的轨道梁截面形式和最优化的结构参数,可为未来悬挂式单轨在我国的发展提供一定的理论支持。本文阐述了悬挂式单轨系统轨道梁的构造特点和设计原则,借鉴德国小断面轨道梁形式,参考我国现行的相关规范和标准,对悬挂式单轨系统轨道梁进行了试探性结构设计,确定了截面结构和尺寸,提出了轨道梁稳定性、强度及刚度校核标准,设计了轨道梁的载荷类型及载荷作用区域。运用列举比较法,利用Solidworks三维建模软件和ABAQUS有限元分析软件对悬挂式单轨直线和平面曲线半径为100m的曲线轨道梁进行了结构优化设计探讨,即在满足国内外现行标准、规范及经验的前提下,当轨道梁跨距L(m)、梁板厚度t(mm)和加强筋间距1(m)取不同值时,以1km梁架桥用钢量最小为目标函数对轨道梁进行结构设计。经分析得出:①直线轨道梁最优结构参数为L=30m,t=14mm,l=1.4m;②曲线轨道梁最优结构参数为L=28m,t=12mm,l=1.4m。同时,本文重点分析了直线/曲线轨道梁的应力及整体与局部变形规律。直线轨道梁在自重载荷、垂向活载及冲击载荷的作用下,在垂向发生了弯曲变形,梁的走行面在垂向弯曲变形的同时,还发生了微小的局部翻转变形。曲线轨道梁因比直线梁多承受列车导向轮的横向作用力,故其在上述直线梁变形模式的基础上,还向曲线梁外侧发生了微小的扭转变形。本文通过比较,得出跨距L、梁板厚度t及加强筋间距1的大小对轨道梁变形规律的影响。本文更多地倾向于轨道梁的结构设计和变形分析,随着悬挂式单轨系统在我国的不断引进、发展,该课题必将丰富我国相关领域的研究内容。