高速鐵路32 m簡(jiǎn)支箱梁墩臺(tái)橫橋向沉降靜力影響及損傷評(píng)級(jí)

余翠英 楊沁婕 羅文俊 馬斌

DOI：?10.11835/j.issn.2096-6717.2023.045

收稿日期：2022?11?03

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（52068028）；江西省自然科學(xué)基金（20212BAB204015）；江西省教育廳科技資助項(xiàng)目（GJJ190329）；華東交通大學(xué)博士啟動(dòng)資金（452）

作者簡(jiǎn)介：余翠英（1976-?），女，博士，副教授，主要從事列車-軌道（橋梁）系統(tǒng)振動(dòng)、無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)損傷機(jī)理及脫軌安全控制研究，E-mail：yucuiying1023@163.com。

通信作者：羅文?。ㄍㄐ抛髡撸?，女，教授，博士生導(dǎo)師，E-mail：lwj06051979@163.com。

Received： 2022?11?03

Foundation items： National Natural Science Foundation of China （No. 52068028）; Natural Science Foundation of Jiangxi Province （No. 20212BAB204015）; Science and Technology Foundation of Department of Education of Jiangxi Province （No. GJJ190329）; Startup Foundation for Doctors of East China Jiaotong University （No. 452）

Author brief： YU Cuiying （1976-?）， PhD， associate professor， main research interests： vibration of train-track （bridge） system， structure damage mechanism and derailment safety control of ballastless track， E-mail： yucuiying1023@163.com.

corresponding author：LUO Wenjun （corresponding author）， professor， doctorial supervisor， E-mail： lwj06051979@163.com.

摘要：針對(duì)高速鐵路橋梁新舊線并行修建引起的橫橋向墩臺(tái)不均勻沉降的問(wèn)題，利用ABAQUS有限元分析方法，選取高速鐵路常用的32 m標(biāo)準(zhǔn)雙線多跨簡(jiǎn)支梁橋，建立CRTS Ⅲ型單元板式無(wú)砟軌道-橋梁-墩臺(tái)空間靜力耦合模型；考慮不同沉降類型和沉降幅值，研究橫橋向橋墩不均勻沉降對(duì)軌道結(jié)構(gòu)層間受力及其軌面變形規(guī)律，在此基礎(chǔ)上提出適用于該橋型的單、雙墩橫橋向不均勻沉降靜態(tài)損傷分級(jí)及維修建議。結(jié)果表明：橫橋向墩臺(tái)不均勻沉降對(duì)軌面高低不平順影響最大，其次為扭曲和水平不平順，且沉降墩頂處易出現(xiàn)變形極值；橫橋向墩臺(tái)僅單側(cè)沉降時(shí)，單墩沉降差10、15、20 mm，傷損等級(jí)依次為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級(jí)；需要關(guān)注橋墩橫橋向雙側(cè)沉降情形，損傷比單側(cè)沉降更嚴(yán)重；當(dāng)沉降差達(dá)到20 mm時(shí)，自密實(shí)混凝土層橫向拉應(yīng)力超過(guò)C40混凝土抗拉強(qiáng)度限值，軌道結(jié)構(gòu)存在開裂風(fēng)險(xiǎn)。建議日常保養(yǎng)時(shí)單、雙墩橫橋向不均勻沉降控制在10 mm及以下，應(yīng)避免出現(xiàn)沉降15 mm及以上的不利情形。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；簡(jiǎn)支箱梁；墩臺(tái)沉降；橫橋向沉降；受力變形；靜態(tài)損傷分級(jí)

中圖分類號(hào)：U443.21 ????文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ????文章編號(hào)：2096-6717（2024）02-0154-11

Static influence and damage classification on 32 m simply-supported box girder of the high-speed railway under pier transverse settlement

YU Cuiying^1a，?YANG Qinjie^1b，?LUO Wenjun^1b，?MA Bin²

（1a. School of Science; 1b. School of Civil and Architectural Engineering， East China Jiaotong University， Nanchang 330013， P. R. China; 2. China Railway Second Bureau Group Co.， Ltd.， Chengdu 610013， P. R. China）

Abstract： Due to the uneven transverse settlement of bridge piers caused by the parallel construction of existing and new high-speed railway lines， a CRTS Ⅲ slab track-bridge system static-coupled model was established using the ABAQUS finite element analysis method for a commonly used 32 m standard double-track multi-span simply supported beam bridge in high-speed railways. Considering different settlement types and settlement amplitudes， this paper studies the force between layers of track structure and the deformation law of rail surface caused by the uneven settlement of piers in the transverse direction. On this basis， the static damage classification and maintenance suggestions for the uneven settlement of single and double piers in the transverse direction under this type of bridge are proposed. Based on this analysis， static damage classification and repair recommendations were proposed for single and double-pier uneven transverse settlement of this bridge type. The results have shown that the uneven settlement of the pier in a transverse direction has the greatest influence on the vertical irregularity of the rail surface， followed by the distortion and the horizontal irregularity， and the deformation extremum is easy to appear at the top of the settlement pier. When the unilateral settlement of the pier in the transverse direction of the bridge， the settlement difference between the singer pier of 10 mm， 15 mm and 20 mm， its damage classification is rated as Ⅱ， Ⅲ and Ⅳ. It is necessary to pay attention to the bilateral settlement of the pier across the bridge， and the damage is more serious than the unilateral settlement. When the settlement difference of the transverse direction reaches 20 mm， the transverse tensile stress of the self-compacting concrete layer exceeds the tensile strength limit of C40 concrete， and the track structure has the risk of cracking. It is recommended that the uneven settlement in the transverse direction of the single and double piers should be limited to 10 mm or less for daily maintenance and that adverse settlement of 15 mm or more should be avoided.

Keywords： high-speed railway；?simply-supported box girder；?pier settlement；?transverse settlement；?stress and deformation；?static damage classification

橋梁作為高速鐵路系統(tǒng)的重要支撐結(jié)構(gòu)^[1-2]，“以橋帶路”的設(shè)計(jì)理念在長(zhǎng)大結(jié)構(gòu)和地形復(fù)雜地區(qū)得到廣泛的應(yīng)用。隨著行車速度的提高和列車軸重的增加，在外部環(huán)境因素的影響下，橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)易發(fā)生不均勻沉降^[3-5]，橋上的軌道結(jié)構(gòu)受自重和沉降共同作用產(chǎn)生累積附加變形，進(jìn)而影響軌道結(jié)構(gòu)的幾何形位和受力變形^[6]，長(zhǎng)此以往會(huì)影響高速鐵路橋梁的行車安全性和舒適度^[7-9]。

眾多學(xué)者對(duì)橋梁墩臺(tái)豎向均勻沉降引起軌道結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行了相關(guān)研究，陳兆瑋等^[10]推導(dǎo)了單元板式無(wú)砟軌道的橋墩豎向沉降對(duì)鋼軌變形的解析映射關(guān)系，并建立有限元模型驗(yàn)證了其合理性。陳天浩等^[11]分析了墩臺(tái)沉降下橋上縱連板式無(wú)砟軌道底座板的脫空機(jī)理，得到橋墩沉降量和底座板脫空的定量關(guān)系。Malena等^[12]提出一種預(yù)測(cè)橋墩沉降作用下砌體拱橋的承載能力和破壞規(guī)律的新方法，研究了橋墩沉降對(duì)砌體拱橋結(jié)構(gòu)的影響。勾紅葉等^[13]通過(guò)建立橋梁豎向沉降對(duì)CRTS Ⅰ型軌面幾何形態(tài)的通用映射解析模型，分析橋墩沉降等典型橋梁變形對(duì)軌面變形的影響。張鵬飛等^[14]對(duì)多跨簡(jiǎn)支梁橋和大跨連續(xù)梁橋上CRTS Ⅱ型板式無(wú)砟軌道建立有限元模型，研究墩底均勻沉降和差異沉降下軌道和橋梁結(jié)構(gòu)的縱向受力變形。馮玉林等^[15]建立CRTS Ⅱ型縱連板式無(wú)砟軌道-橋梁靜力學(xué)模型，研究不同形式損傷對(duì)梁上鋼軌及扣件受力變形的影響規(guī)律，并提出了防止軌面變形的措施。

已有研究大多考慮單個(gè)或相鄰墩臺(tái)整體均勻下沉引起的順橋向不均勻沉降對(duì)橋上軌道結(jié)構(gòu)的影響。事實(shí)上，隨著高鐵路網(wǎng)的加密和建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，新建線與既有線交叉、并行的情況^[16-18]日益增多，易發(fā)生既有橋梁墩臺(tái)兩側(cè)不均勻下沉的橫橋向沉降。為此，筆者以墩臺(tái)橫橋向沉降為研究對(duì)象，梁型考慮高鐵常用的32 m標(biāo)準(zhǔn)箱梁（梁長(zhǎng)為32.6 m），采用ABAQUS建立CRTS Ⅲ型板式無(wú)砟軌道-橋梁沉降模型，考慮單墩及雙墩不同程度沉降對(duì)梁上軌道結(jié)構(gòu)靜力特性影響，以期為既有線橋梁沉降控制和養(yǎng)護(hù)維修提供技術(shù)支持和理論依據(jù)。

1 計(jì)算原理

1.1 基本假設(shè)

1）基于重力作用平衡后再施加沉降荷載，軌面變形計(jì)算結(jié)果為去除重力影響下的附加變形；

2）因橋梁豎向剛度較大，未考慮軌道結(jié)構(gòu)對(duì)橋梁自身結(jié)構(gòu)的變形影響；

3）扣件和支座均考慮為線性彈簧約束；

4）除沉降墩外，計(jì)算時(shí)固定其他橋墩底部。

1.2 橋墩橫橋向沉降下軌道結(jié)構(gòu)變形機(jī)理

當(dāng)橋墩發(fā)生橫橋向不均勻沉降時(shí)，與沉降橋墩相鄰的兩跨梁體在自重作用下產(chǎn)生垂向位移，且橋面向沉降較大一側(cè)傾斜，橋上的底座板隨梁體下沉垂向變形，自密實(shí)混凝土層因凹凸限位槽和層間黏結(jié)作用跟隨底座板變形，與之接觸的軌道板也發(fā)生向下移動(dòng)，使得布設(shè)在軌道板上方的扣件隨之變形并產(chǎn)生扣件力，鋼軌在自重和扣件拉力的共同作用下發(fā)生變形。

2 軌道-橋梁-墩臺(tái)沉降有限元模型

2.1 有限元模型建立

以5～32.6 m標(biāo)準(zhǔn)雙線簡(jiǎn)支梁橋?yàn)槔⒂邢拊Ｐ?，橋上軌道結(jié)構(gòu)為CRTS Ш型單元板式無(wú)砟軌道，主要由軌道板、自密實(shí)混凝土層以及底座板組成，選用標(biāo)準(zhǔn)60 kg/m鋼軌，以C3DBR實(shí)體單元模擬，扣件用Cartesian彈簧單元模擬，扣件豎向剛度為30 MN/m，模型中對(duì)支座的模擬采用Spring彈簧單元，每個(gè)支座采用6根彈簧連接三向平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，單跨橋支座布置為固定、縱向、橫向、多向支座，軌道結(jié)構(gòu)及橋梁部件以實(shí)際尺寸按C3DBR實(shí)體單元建模。相鄰軌道板和自密實(shí)混凝土層的板間距均取0.07 m，相鄰底座板間距為0.02 m；軌道板和自密實(shí)混凝土層間設(shè)定摩擦接觸，摩擦系數(shù)為0.5；自密實(shí)和底座板、橋梁層間均設(shè)置為TIE綁定接觸。箱梁截面類型為單箱單室，梁端頂板、底板及腹板局部向內(nèi)側(cè)加厚，不同截面尺寸見圖1，有限元模型如圖2所示，材料參數(shù)和支座參數(shù)取值分別見表1和表2。

2.2 模型驗(yàn)證

為驗(yàn)證有限元模型的可行性，利用文獻(xiàn)[19]的3～20 mm的單墩豎向沉降工況類型進(jìn)行驗(yàn)證，扣件剛度取35 MN/m，沉降以支座施加均勻豎向位移模擬，并與沉降5 mm時(shí)的解析結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，如圖3所示，本模型跟隨性下沉值與文獻(xiàn)值最大誤差為1.68%，沉降引起的上拱值與文獻(xiàn)值最大相差0.01 mm，且軌面整體變形趨勢(shì)和數(shù)量級(jí)與文獻(xiàn)值一致；模型最大下沉值與解析結(jié)果誤差為2.06%，也在允許范圍內(nèi)，驗(yàn)證了有限元沉降損傷模型的合理性和正確性。

2.3 計(jì)算工況及說(shuō)明

兼顧模型邊界條件和計(jì)算效率，選取典型的單墩和雙墩沉降兩種類型，橫橋向不均勻沉降通過(guò)墩頂支座施加強(qiáng)制位移進(jìn)行模擬，其中單墩沉降以3號(hào)橋墩進(jìn)行設(shè)置，雙墩沉降則以3號(hào)和4號(hào)橋墩進(jìn)行設(shè)置，如圖4所示。為方便對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，雙線線路劃分上、下行，鋼軌沿X軸正向依次進(jìn)行編號(hào)（I～Ⅳ），同時(shí)規(guī)定沿X軸正向?yàn)闃蚨沼覀?cè)，X軸負(fù)向記為橋墩左側(cè)，如圖5所示。根據(jù)《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB 10621—2014）的橋上無(wú)砟軌道墩臺(tái)沉降限值，考慮沉降差20 mm進(jìn)行墩臺(tái)橫橋向沉降工況設(shè)置，見表3。

3 計(jì)算結(jié)果及分析

3.1 單墩沉降及軌面映射關(guān)系

3號(hào)橋墩發(fā)生橫橋向不均勻沉降時(shí)，與之相鄰梁體順橋向和橫橋向發(fā)生不同程度傾斜，基于軌道-橋梁系統(tǒng)自下而上的跟隨性變形關(guān)系，橋上雙線4根鋼軌受橋面沉降傾斜程度產(chǎn)生不同的位移變形。

圖6為單墩沉降類型1下的鋼軌軌面豎向變形曲線。由圖6可知，單墩沉降時(shí)，順橋向鋼軌垂向變形以沉降墩為中心向相鄰梁體延伸近似呈“V”字形，由于橋面出現(xiàn)傾斜，自下而上映射使得沉降墩相鄰梁體軌面出現(xiàn)高低、水平、扭曲等復(fù)合不平順變形曲線，上行線鋼軌Ⅲ和Ⅳ以下沉為主，鋼軌Ⅳ的高低不平順最嚴(yán)重，其次為鋼軌Ⅲ；下行線鋼軌軌面在沉降墩遠(yuǎn)端墩頂處發(fā)生上拱變形，其中鋼軌I以上翹為主，鋼軌Ⅱ變形以下沉為主。鋼軌變形與墩臺(tái)橫橋向沉降差整體成正比，尤其是沉降差15 mm時(shí)，上行線長(zhǎng)波高低不平順大于12 mm；沉降差達(dá)到20 mm時(shí)，高低不平順超過(guò)15 mm，橋面扭曲不平順超過(guò)1.5 mm，考慮進(jìn)行臨時(shí)補(bǔ)修和限速運(yùn)行。

圖7為單墩沉降類型2和類型3下的鋼軌軌面豎向變形曲線，橋墩橫橋向沉降導(dǎo)致橋面發(fā)生傾斜，考慮左側(cè)沉降的計(jì)入，鋼軌Ⅰ仍在沉降遠(yuǎn)端出現(xiàn)上拱，在沉降墩里程處達(dá)到橋墩左側(cè)對(duì)應(yīng)沉降值。位于橋面下落區(qū)域鋼軌Ⅲ和鋼軌Ⅳ受下沉變形控制，軌面高低不平順隨橋墩左右側(cè)沉降量增加而增大，沉降遠(yuǎn)端處因橋面傾斜易出現(xiàn)扭曲不平順。

3.2 雙墩沉降及軌面映射關(guān)系

當(dāng)3號(hào)和4 號(hào)橋墩右側(cè)同時(shí)沉降時(shí)，與之相鄰兩側(cè)梁體向沉降墩側(cè)發(fā)生跟隨性傾斜，中跨梁體左側(cè)鋼軌Ⅰ以上拱為主，梁體右側(cè)鋼軌Ⅲ～Ⅳ以下沉為主，其軌面變形規(guī)律與單墩沉降類似，沉降墩對(duì)應(yīng)中跨梁體軌面變形體現(xiàn)為水平不平順。圖8（a）、（b）中，2～5號(hào)墩頂鋼軌Ⅰ、Ⅱ出現(xiàn)明顯短波上拱現(xiàn)象；沉降差為10 mm時(shí)，高低不平順大于9 mm，建議加強(qiáng)日常保養(yǎng)工作并監(jiān)控沉降發(fā)展態(tài)勢(shì)；當(dāng)雙墩橫橋向沉降差15 mm及以上時(shí)，高低不平順大于15 mm；尤其沉降差20 mm時(shí)，沉降墩頂軌面上拱超過(guò)4 mm，水平不平順大于6 mm^?[20]，橋面扭曲不平順大于1.5 mm，建議臨時(shí)緊急補(bǔ)修和限速200 km/h運(yùn)行，并控制橫橋向墩臺(tái)沉降差。

圖9為3號(hào)和4號(hào)雙墩橫橋向不均勻沉降（左側(cè)沉降0 mm，右側(cè)沉降20 mm）對(duì)應(yīng)的梁上軌道結(jié)構(gòu)變形云圖。由圖9可見，云圖紅色為下行線軌面上拱區(qū)域，藍(lán)色為上行線下沉區(qū)域，整體橫橋向墩臺(tái)沉降差越大，橋面越傾斜，映射到橋上鋼軌變形影響也越顯著；云圖右下方對(duì)應(yīng)為3號(hào)墩梁體軌面出現(xiàn)高低、水平和扭曲不平順等復(fù)合變形曲線；左上方為5號(hào)墩軌面以高低不平順為主的變形曲線。

圖10為雙墩沉降類型5和類型6下的雙線4鋼軌軌面豎向變形曲線，由于橋墩左右側(cè)均發(fā)生沉降，軌道幾何形位中高低不平順愈發(fā)嚴(yán)重，當(dāng)沉降差達(dá)到20 mm時(shí)，水平和扭曲不平順均超過(guò)限值要求^[20-21]。沉降影響區(qū)域的橋跨端部出現(xiàn)多處上拱，整體發(fā)展態(tài)勢(shì)比橋墩單側(cè)沉降更為嚴(yán)重。

3.3 橋墩沉降差對(duì)軌道結(jié)構(gòu)應(yīng)力影響

為進(jìn)一步研究墩臺(tái)橫橋向不均勻沉降對(duì)軌道結(jié)構(gòu)受力的影響，以工況類型1和類型4為例，選取部分有代表性的軌道結(jié)構(gòu)橫、豎向應(yīng)力進(jìn)行分析。

圖11可見軌道結(jié)構(gòu)各部件的空間拉應(yīng)力隨沉降量增加整體呈增大趨勢(shì)，而軌道板為先減小后增大趨勢(shì)，其原因是當(dāng)沉降較小時(shí)，橫向拉應(yīng)力峰值由重力控制，當(dāng)沉降差達(dá)到10 mm及以上時(shí)，通過(guò)扣件系統(tǒng)施加在軌道板的作用力會(huì)削弱重力場(chǎng)影響，軌道板橫向拉應(yīng)力整體變小，橫向拉應(yīng)力峰值轉(zhuǎn)移到沉降起始端處，且隨沉降差增加緩慢增大。圖11（a）中沉降差達(dá)到15 mm時(shí)，自密實(shí)橫向拉應(yīng)力反超底座板橫向拉應(yīng)力值，沉降差達(dá)到20 mm時(shí)，自密實(shí)橫向拉應(yīng)力高達(dá)2.727 MPa，超過(guò)C40混凝土抗拉強(qiáng)度限值，軌道結(jié)構(gòu)有開裂的風(fēng)險(xiǎn)；圖11（b）中底座板豎向拉應(yīng)力大于軌道板和自密實(shí)混凝土豎向拉應(yīng)力，底座板豎向拉應(yīng)力最大為1.978 MPa，未超過(guò)限值。

圖12為3號(hào)橋墩沉降差20 mm時(shí)自密實(shí)橫向應(yīng)力峰值云圖。受沉降墩和層間作用影響，自密實(shí)混凝土最大應(yīng)力出現(xiàn)在3號(hào)沉降墩上方右側(cè)板端處，最大拉壓應(yīng)力分別為2.727、2.517 MPa，拉應(yīng)力超過(guò)規(guī)范限值^[22]，表明沉降墩處的填充層（自密實(shí)）對(duì)沉降影響較為敏感。

圖13為雙墩沉降下的軌道結(jié)構(gòu)空間拉應(yīng)力最大值，圖13（a）中軌道結(jié)構(gòu)各部件的橫向拉應(yīng)力隨右側(cè)橋墩沉降量的增加而增大，其中自密實(shí)混凝土的增長(zhǎng)幅值略大，當(dāng)右側(cè)沉降量達(dá)到20 mm時(shí)，自密實(shí)混凝土的最大橫向拉應(yīng)力為2.692 MPa，超過(guò)C40混凝土抗拉強(qiáng)度限值。圖13（b）中底座板和軌道板的最大豎向拉應(yīng)力遠(yuǎn)大于自密實(shí)層的豎向拉應(yīng)力，應(yīng)力值隨沉降量增加總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，當(dāng)橋墩左右沉降差達(dá)到20 mm時(shí)，軌道板和底座板的最大豎向拉應(yīng)力分別為1.562、2.014 MPa。

圖14為3號(hào)和4號(hào)雙墩沉降差20 mm時(shí)自密實(shí)橫向應(yīng)力峰值云圖。由圖14可見，自密實(shí)混凝土最大應(yīng)力對(duì)稱分布在3號(hào)沉降墩左側(cè)板端和4號(hào)沉降墩上方右側(cè)板端處，最大拉壓應(yīng)力分別為2.692、2.466 MPa，拉應(yīng)力超過(guò)規(guī)范限值^[22]。

3.4 橫橋向沉降靜態(tài)損傷分級(jí)及維修建議

以工況類型1中橋墩兩側(cè)沉降差15 mm為例，提取雙線4鋼軌沿里程方向的鋼軌垂向變形曲線，如圖15所示。沉降影響區(qū)域下的軌道幾何不平順呈現(xiàn)空間復(fù)雜性變化，出現(xiàn)以高低不平順為主的復(fù)合不平順，不同沉降幅值將對(duì)線路運(yùn)營(yíng)條件有較大影響，故有必要對(duì)不同沉降類型下軌道損傷進(jìn)行評(píng)估分級(jí)。

綜合各工況沉降計(jì)算結(jié)果，選擇軌道高低、水平和扭曲不平順等復(fù)合不平順為評(píng)定指標(biāo)，綜合考慮規(guī)范中250（不含）～350 km/h線路靜態(tài)和動(dòng)態(tài)幾何尺寸管理偏差容許值^[20]，初步提出考慮橋墩橫橋向不均勻沉降下的靜態(tài)損傷等級(jí)劃分依據(jù)及維修建議，見表4。單、雙墩橫橋向不均勻沉降靜態(tài)損傷等級(jí)和維修建議詳情見表5和表6。當(dāng)單、雙墩橫橋向沉降差在15 mm及以上時(shí)，線路需臨時(shí)補(bǔ)修，甚至限速200 km/h，建議日常保養(yǎng)單、雙墩不均勻沉降控制在10 mm以內(nèi)。

4 結(jié)論

1）采用ABAQUS，建立了考慮橫橋向不均勻沉降的軌道-橋梁-墩臺(tái)有限元模型，分析了單墩和雙墩橫橋向不均勻沉降兩種類型對(duì)CRTS Ⅲ型板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)受力變形影響，發(fā)現(xiàn)橫橋向沉降差對(duì)自密實(shí)混凝土橫向拉應(yīng)力影響最大。當(dāng)橫橋向墩臺(tái)沉降差達(dá)到20 mm時(shí)，自密實(shí)混凝土橫向拉應(yīng)力超過(guò)規(guī)范限值要求，存在開裂風(fēng)險(xiǎn)。

2）通過(guò)橫橋向墩臺(tái)不均勻沉降分析，揭示了橋墩沉降差與軌面不平順（上拱、高低、水平和扭曲）的映射規(guī)律。單墩沉降時(shí)，相鄰墩頂處下行線易出現(xiàn)明顯短波上拱現(xiàn)象，上拱值隨著橫向沉降差增大而增大；上行線以跟隨性下沉為主，出現(xiàn)長(zhǎng)波高低、水平和扭曲等復(fù)合不平順；雙墩沉降時(shí)，兩沉降墩對(duì)應(yīng)中跨梁軌面變形以水平不平順為主，相鄰墩兩邊跨軌面不平順映射規(guī)律與單墩沉降類似。

3）基于有限元仿真結(jié)果，以靜態(tài)軌道不平順為評(píng)定依據(jù)，綜合考慮軌道結(jié)構(gòu)受力，開展橫橋向墩臺(tái)不均勻沉降的靜態(tài)損傷等級(jí)評(píng)估，初步提出了32 m多跨簡(jiǎn)支梁橋靜態(tài)損傷分級(jí)及維修建議。

4）沉降差相同時(shí)，雙墩沉降損傷病害較單墩沉降嚴(yán)重，雙側(cè)沉降較單側(cè)沉降嚴(yán)重；建議日常保養(yǎng)單、雙墩橫橋向不均勻沉降控制在10 mm以內(nèi)，應(yīng)避免出現(xiàn)沉降15 mm及以上的不利工況。后續(xù)將結(jié)合SIMPACK多體動(dòng)力學(xué)軟件進(jìn)行列車-軌道-橋梁系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的研究，進(jìn)一步分析墩臺(tái)橫橋向沉降對(duì)高速列車行車安全性和舒適性的影響。

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（編輯??胡玲）