山区复杂地形对铁路桥梁墩台附加力的影响

陈浩瑞 胡所亭 苏永华 刘文荐 王芳

1.中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所，北京100081；2.中国铁道科学研究院集团有限公司，北京100081；3.中国国家铁路集团有限公司工程管理中心，北京100844

由于温度变化、列车荷载作用，桥梁与钢轨之间产生相对位移。因轨道阻力的作用，梁轨相对位移受到约束，梁轨间产生大小相等、方向相反的纵向力，进而传递至墩台顶部，形成墩台附加力［1］。TB 10015—2012《铁路无缝线路设计规范》对墩台在伸缩作用、挠曲作用和制动作用下的设计值作出规定［2］，但其计算前提相对单一，在实际情况尤其山区复杂地形条件下未考虑地形因素对墩台附加力设计取值的影响，因此有必要分析地形条件对墩台附加力的影响。

国内外对墩台附加力的制定标准和规律开展了大量研究。规范制定方面：UIC 774-3［3］给出了不同桥梁参数下伸缩作用、挠曲作用和制动作用的墩台附加力设计曲线；TB 10015—2012第F.0.6条中，根据多跨简支梁计算分析给出了不同跨度下墩台伸缩附加力与挠曲附加力的设计值［2］；TB 10002—2017《铁路桥涵设计规范》［4］在TB 10015—2012的基础上，在第4.3.10条中进一步规定了墩台制动附加力按列车荷载图式的比例取用且统一概化为10%。科研方面：黎国清等［5］取0.2的轨面制动力率，根据16～40 m跨度下线刚度为500 kN/cm的简支梁桥墩顶水平力计算结果发现，传递至桥墩的制动力为列车荷载的17%～18%，传递至桥台的制动力为列车荷载的10%；卜一之［6］初步分析了墩顶制动力的影响参数，发现墩顶制动力会随着跨度和桥墩刚度的增加而增加，而纵向位移阻力系数和桥台刚度对墩顶制动力影响不大；……