图2-3　桥梁桥跨及支座布置示意图

表2-1　CHN60钢轨截面参数

图2-4　钢轨及扣件单元模型

2. 扣件

间距为0.63 m的WJ-8型常阻力扣件采用弹簧单元模拟，采用COMBIN14线性弹簧单元模拟扣件的横向和垂向刚度，其大小分别为 50 kN/mm 和35 kN/mm；采用COMBIN39非线性弹簧单元模拟扣件纵向阻力。根据《铁路无缝线路设计规范》[153]及中国铁道科学研究院测试结果，扣件节点间距为0.625 m时，无载条件下每组WJ-8型常阻力扣件提供的最大纵向阻力为0.625×24.0=15.0（kN），记为15 kN/组；无载条件下每组WJ-8型小阻力扣件提供的最大纵向阻力为0.625×6.5=4.1（kN），记为4 kN/组。扣件节点间距为0.6 m时，无载条件下每组弹条Ⅴ型小阻力扣件提供的最大纵向阻力为0.6×8.0=4.8（kN），记为5 kN/组。扣件单位长度纵向阻力如表2-2和图2-5所示。

表2-2　扣件纵向阻力取值　单位：kN/（m·轨）

图2-5　单位长度扣件纵向阻力r与位移x的关系线

本书在分析扣件对桥上无缝线路纵向力的影响时（即本书4.1节），桥梁段分别采用WJ-8型常阻力扣件（15 kN/组）、10 kN/组常阻力扣件、弹条Ⅴ形小阻力扣件（5 kN/组）和WJ-8型小阻力扣件（4 kN/组）四种扣件；在进行小阻力扣件铺设方案对比时（即本书4.2节），常阻力扣件均采用WJ-8型常阻力扣件（15 kN/组），小阻力扣件均采用WJ-8型小阻力扣件（4 kN/组）。除上述两种情况之外，桥梁段和路基段扣件均采用WJ-8型常阻力扣件（15 kN/组）。

3. 轨道板

轨道板为双向预应力混凝土结构，采用SOLID45实体单元模拟，并将其竖向分为10层，便于温度梯度荷载的施加，参数如表2-3所示。32 m简支箱梁上轨道板由2块长度为4 925 mm的梁端轨道板及4块长度为5 600 mm的跨中轨道板组成，分别等间距布置8个和9个扣件。相邻轨道板之间均设置70 mm的板缝，轨道板宽度为2 500 mm，标准设计厚度为200 mm。(www.daowen.com)

表2-3　结构参数

4. 自密实混凝土层和底座板

自密实混凝土结构的长度和宽度与轨道板相同，凸台范围外厚度为100 mm，单元自密实混凝土层下均设置2个凸台，并与现浇底座板上对应位置的2个凹槽及其内壁设置的弹性垫层相互咬合，以进行限位，其结构参数如表2-3所示，均采用SOLID45实体单元进行模拟，如图2-6和图2-7所示。32 m简支箱梁上底座板采用单元长度分别为4 975 mm的梁端底座板和5 650 mm的跨中底座板，其宽度均为2 900 mm，厚度均为184 mm，相邻底座板之间设置20 mm的伸缩缝。凸台范围外的自密实混凝土层与底座板层间的土工布隔离层最大摩擦系数取0.70，采用COMBIN39非线性弹簧单元模拟。

5. 桥梁梁体

预制等截面简支箱梁和现浇变截面连续箱梁均采用SOLID45实体单元模拟，并按实际工程设计尺寸进行建模，如图2-8和图2-9所示。桥墩/台顶固定支座对梁体的纵向约束采用COMBIN14线性弹簧单元模拟，其刚度大小根据《铁路无缝线路设计规范》[153]进行取值，如表2-4所示，即桥台顶取3 000 kN/cm，简支梁桥墩顶取350 kN/cm。连续梁桥墩/台顶固定支座纵向水平刚度在规范中没有明确规定，因此本书根据连续梁温度跨度对其桥墩/台顶纵向水平线刚度进行换算取值，并将在后续分析中对其合理取值进行详细研究。

图2-6　自密实混凝土层单元模型

图2-7　底座板单元模型

图2-8　32 m双线简支箱梁标准截面（单位：mm）

图2-9　32 m双线简支箱梁桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道模型截面

表2-4　简支梁桥墩台顶纵向水平线刚度限值