支座摩阻力對高速鐵路大跨度懸索橋梁軌相互作用的影響

于向東，陳 卓，敬海泉,2

（1.中南大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 長沙 410075；2.中南大學(xué) 高速鐵路建造技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙 410075）

隨著我國高速鐵路的不斷建設(shè)和發(fā)展，無縫線路的鋪設(shè)也越來越普及，不僅是中小跨度橋梁，大跨度橋梁上也開始了無縫線路的鋪設(shè)，進(jìn)一步促進(jìn)了橋梁-軌道系統(tǒng)相互作用的研究和發(fā)展。高速鐵路大跨度橋梁空間跨度大，在溫度、列車等荷載的作用下，梁體發(fā)生伸縮、撓曲，梁端轉(zhuǎn)角增大，使無縫線路承受很大的附加力［1］。開展大跨度橋梁的梁軌相互作用研究，是保證高速鐵路大跨度橋梁的安全運(yùn)營和橋上列車行車安全的重要內(nèi)容之一。

目前梁軌相互作用的相關(guān)問題已受到廣泛關(guān)注，各國鐵路部門也發(fā)布了相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范［2-4］。P.Ruge等［5-6］提出了有砟軌道在梁軌相互作用分析中考慮加載歷史的非線性分析方法；戴公連等［7-8］建立了大跨度連續(xù)梁橋、梁拱組合橋以及斜拉橋的梁軌相互作用有限元計(jì)算模型，并進(jìn)行了相關(guān)的驗(yàn)證分析；馬戰(zhàn)國［9］針對固定墩組和拉壓連接器2種橋梁結(jié)構(gòu)形式，依據(jù)橋梁軌道的相互作用關(guān)系建立了縱向力計(jì)算模型，分析計(jì)算長聯(lián)連續(xù)梁橋無縫線路縱向力；顏軼航等［10］運(yùn)用有限元軟件AN?SYS 建立了某大跨度鐵路斜拉橋梁軌相互作用有限元模型，通過計(jì)算分析得到列車制動過程中，鋼軌制動附加力峰值產(chǎn)生于斜拉橋梁端的結(jié)果。

在一般橋梁的設(shè)計(jì)和研究過程中，滑移支座摩阻力相對較小，為了簡化計(jì)算，常常忽略橋墩上滑移支座摩阻力的影響，并假定滑移支座處梁端可自由伸縮，固定支座所在橋墩承受所有水平力［1，11-14］。對于中小跨度鐵路橋梁，在計(jì)算橋梁-軌道系統(tǒng)的縱向附加力過程中，支座摩阻力的影響可以忽略不計(jì)［14］。但大跨度鐵路橋梁的恒載大、跨度長，當(dāng)橋梁發(fā)生縱向移動時(shí)，其滑動支座摩阻力遠(yuǎn)大于中小跨度橋梁，支座摩阻力對大跨度鐵路橋梁梁軌相互作用的影響也將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于中小跨度橋梁［15］，且根據(jù)UIC 774-3規(guī)范，不考慮活動支座摩阻力，對于橋梁活動支座所在墩是不利的，可能導(dǎo)致橋墩的實(shí)際安全系數(shù)偏低，影響結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。因此，高速鐵路大跨度懸索橋上滑動支座摩阻力的存在將會對橋梁-軌道系統(tǒng)的縱向附加力產(chǎn)生一定的影響。此外，懸索橋以柔性纜索為主要受力構(gòu)件，其剛度主要是由主纜提供，會隨著橋梁變形同時(shí)更新，具有顯著的幾何非線性［16］，且目前活動支座摩阻效應(yīng)對懸索橋的研究較少，影響規(guī)律尚不明確。在此，本文進(jìn)行支座摩阻力對高速鐵路大跨度懸索橋梁軌相互作用影響的研究。

1 梁軌相互作用

橋梁在溫度、列車等荷載作用下，梁體會產(chǎn)生縱向伸縮位移，進(jìn)而通過梁軌間的各種縱向約束帶動鋼軌產(chǎn)生縱向伸縮位移，并在鋼軌中產(chǎn)生縱向附加力。而該縱向附加力又會反過來影響梁體，并向支座傳遞，根據(jù)各支座摩阻力以及各橋墩的剛度分配縱向附加力，影響墩臺的縱向變形，因此，梁體和墩臺的縱向變形與鋼軌的縱向附加力是一個(gè)相互制衡、相互協(xié)調(diào)的耦合系統(tǒng)，這種相互影響的作用被稱為梁軌相互作用。梁軌相互作用的基本微分方程為

式中：uΔ為梁體位移；u為梁軌相對位移；r(u)為梁軌間縱向阻力；E為鋼軌的彈性模量；A為鋼軌截面的面積。

梁體位移uΔ包含了因伸縮或撓曲產(chǎn)生的縱向位移u0和墩臺在以上因素作用下受到水平力而產(chǎn)生的墩頂縱向位移uδ。與鋼軌相比，橋梁的主梁剛度大很多，所以u0受鋼軌約束的影響很小，主要與橋梁的自身約束、溫度變化及列車的運(yùn)行有關(guān)。uδ則與墩的高度，結(jié)構(gòu)以及其基礎(chǔ)有關(guān)。

為了簡化計(jì)算，在以往研究中常常忽略支座摩阻力的影響，并假定滑動支座處梁端可以自由伸縮，固定支座所在墩承受所有水平力。則梁體任一點(diǎn)的位移uΔ(x)可以表示為

然而在實(shí)際工程中，摩阻力為0 的活動支座是不存在的，由于支座摩阻力F的存在，活動支座所在墩會對水平力起到一定的分擔(dān)作用，改變了縱向附加力在墩臺之間的分布。考慮滑動支座摩阻力后，滑動支座處梁端的變形會相應(yīng)減小，變?yōu)?/p>

此時(shí)，梁軌相對位移u也會發(fā)生相應(yīng)的改變。由于梁體、墩臺和鋼軌的耦合作用，鋼軌附加力必然也會發(fā)生改變。計(jì)入支座摩阻力后，活動墩將與固定墩共同分擔(dān)縱向附加力，縱向附加力在橋墩、臺間的分配規(guī)律也將發(fā)生改變。

2 工程背景

本文以某高速鐵路大跨徑懸索橋?yàn)楣こ瘫尘埃摌蛄⒚鎴D如圖1所示。

圖1 某高速鐵路大跨徑懸索橋立面圖（單位：m）

該橋是雙塔半漂浮體系地錨式懸索橋，跨度布置為（84+84+1 092+84+84）m，主跨為1 092 m，全長1 432 m，主橋?yàn)殡p塔5 跨連續(xù)鋼桁梁懸索橋，鋼桁梁為板桁結(jié)合加勁梁，橫斷面采用帶副桁的直主桁形式，桁架形式為華倫式桁架。全橋采用2根平行主纜，橫向中心間距為43 m，主跨矢跨比1/10。大橋設(shè)計(jì)為雙層橋面，雙層橋面系均采用正交異性板結(jié)構(gòu)，上層為雙向8車道高速公路，設(shè)計(jì)行車速度為100 km· h-1；下層為4線鐵路，其中2線為客運(yùn)專線，設(shè)計(jì)時(shí)速為250 km，預(yù)留2線鐵路設(shè)計(jì)時(shí)速為200 km，4 線鐵路采用有砟軌道，CHN60 型鋼軌、帶有擋肩的Ⅲc混凝土軌枕和與軌枕配套的彈條Ⅴ型扣件。南北兩側(cè)橋塔為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，橋塔橫橋向?yàn)殚T式框架結(jié)構(gòu)。懸索橋南北兩側(cè)對稱設(shè)置邊墩和輔助墩，為箱形截面鋼筋混凝土門式墩。邊墩、輔助墩及橋塔下弦各支承點(diǎn)均采用球形支座，縱向均能自由活動，且在主塔下弦處設(shè)置了黏滯阻尼器，以承受制動作用下的瞬時(shí)沖擊荷載，懸索橋上支座及阻尼布置如圖2所示。

圖2 懸索橋上支座及阻尼布置（單位：m）

3 懸索橋橋梁-軌道-塔墩空間一體化有限元分析模型

為了方便計(jì)算，本文在模型建立過程中采用以下假設(shè)。

（1）假設(shè)固定墩固定支座處梁完全無法伸縮；

（2）不考慮支座本身的縱向變形，忽略支座本身的縱向剛度；

（3）不考慮梁端道砟斷面?zhèn)髁π?yīng)，假定道床傳遞的縱向力均由墩臺承受。

在上述假設(shè)條件下，本文基于通用有限元軟件ANSYS，建立懸索橋橋梁-軌道-塔墩空間一體化有限元分析模型，如圖3所示。

圖3 懸索橋梁軌相互作用空間一體化分析有限元模型

本橋加勁梁的上弦桿、下弦桿、豎桿、斜桿、斜撐、橋面系縱橫梁以及縱向加勁肋等主要受力構(gòu)件，主塔、過渡墩、輔助墩以及鋼軌采用空間梁單元模擬，橫聯(lián)與豎桿、上支點(diǎn)橫梁之間采用剛臂單元模擬；主纜、吊索采用空間桿單元模擬。根據(jù)橋上實(shí)際鋼軌數(shù)目建立鋼軌單元，每條鋼軌的節(jié)點(diǎn)間距選取為鋼桁梁鐵路橋面系中相鄰橫梁的間距，鋼軌材料選用簡化了的理想彈性本構(gòu)關(guān)系進(jìn)行模擬，不考慮進(jìn)入塑形狀態(tài)。采用彈簧單元連接鋼軌節(jié)點(diǎn)和與鋼軌節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的鐵路橋面節(jié)點(diǎn)，用以模擬梁軌間豎向、橫向和縱向線路阻力，其中豎向、橫向阻力采用線性彈簧單元模擬，縱向阻力采用非線性彈簧單元模擬。采用空間梁單元，利用其軸向受力，模擬制動阻尼器的制動作用。為了更加直觀地揭示懸索橋上無縫線路受力和變形的相關(guān)規(guī)律，突出主橋梁端梁軌相互作用變化特性，本文在不設(shè)置伸縮調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)研究。

對于邊界條件，主纜的錨固點(diǎn)和橋塔底部以及橋墩墩底均固結(jié)；按照主纜與橋塔頂部的實(shí)際約束狀態(tài)施加約束，對主纜與主塔頂部節(jié)點(diǎn)的Y和Z方向的平動自由度進(jìn)行耦合，其余方向均自由，并取路基長度182 m。橋塔主要為受壓構(gòu)件，為保證不承受彎矩，不約束主塔頂點(diǎn)順橋向平動自由度。

橋梁支座豎向、橫向、轉(zhuǎn)動均采用相應(yīng)參數(shù)剛度的線性彈簧單元模擬。由于引橋固定支座縱向不能移動，則采用大剛度的線性彈簧單元模擬。為了考慮活動支座摩阻力的影響，采用了組合彈簧單元模擬滑動支座摩阻力。參照文獻(xiàn)［17-18］，采用雙線性理想彈塑性滯回阻力模型模擬滑動支座的摩阻特性，如圖4所示。圖中：uD為墩頂與梁節(jié)點(diǎn)的相對位移；F為支座的縱向摩阻力；臨界摩阻力為Fx；uDx為支座的臨界滑動位移，參照文獻(xiàn)［15，17］，本文取uDx=0.002 m；Kb為支座開始滑動后的恢復(fù)力剛度，參照文獻(xiàn)［18］，本文取Kb=0。

圖4 滑動支座雙線性恢復(fù)力模型

滑動的臨界摩阻力為

式中：μ為滑動摩阻系數(shù)；Fy為單個(gè)支座的豎向承載力。

由此可知初始剛度

各支座所處塔墩位置如圖1 和圖2 所示，其中N2 和S2 為固定墩，其余均為活動墩。各活動支座參數(shù)見表1。

表1 活動支座豎向參數(shù)

4 支座摩阻力對梁軌相互作用的影響

梁軌間道床縱向阻力按《無縫鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》選取，如圖5所示。鋼軌所受的各縱向附加力及產(chǎn)生的位移從4線鐵路中的最外側(cè)鋼軌中提取，鋼軌縱向水平坐標(biāo)零點(diǎn)位于北塔3#中心線上，定義梁體和鋼軌位移向南側(cè)（見圖1）伸長為正，鋼軌應(yīng)力受拉為正，梁軌相對位移為鋼軌與縱梁位移之差。

圖5 梁軌間縱向阻力模型

為了研究支座摩阻力對大跨度高速鐵路懸索橋梁軌相互作用的影響，滑動支座摩阻系數(shù)參照UIC 774-3和文獻(xiàn)［15，19］進(jìn)行選取，分別取為0（不計(jì)摩阻力）、0.03（常溫工作）、0.05（低溫工作）和0.10（長期使用）共4個(gè)值來計(jì)算縱向附加力、梁軌相對位移及墩頂水平力。

4.1 伸縮附加力

懸索橋在溫度作用下產(chǎn)生縱向伸縮變形，從而引起鋼軌內(nèi)部產(chǎn)生縱向附加力。計(jì)算懸索橋上伸縮附加力時(shí)，參照《無縫鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》，按照鋼桁梁升溫25 ℃，引橋混凝土梁升溫15 ℃進(jìn)行計(jì)算。溫度作用下計(jì)算結(jié)果如圖6所示，溫度作用下鋼軌伸縮力及鋼軌縱向位移最值見表2。

從圖6和表2可知：隨著滑動支座摩阻系數(shù)的增加，懸索橋上鋼軌伸縮附加力變化很小，跨中部分鋼軌拉應(yīng)力基本不變，梁端的鋼軌壓應(yīng)力略微增大；考慮滑動支座摩阻力后，鋼軌縱向位移明顯降低，且隨著摩阻系數(shù)的增大而減小，摩阻系數(shù)為0.03，0.05和0.1時(shí)的鋼軌縱向位移最大值分別為不考慮滑動支座摩阻力的87.75%，79.76%和59.78%；在考慮滑動支座摩阻力后，活動墩（滑動支座所在墩）將分擔(dān)固定墩所承受的縱向力，隨著摩阻系數(shù)的增大，固定墩N2和S2的墩頂伸縮水平力逐漸減小；而活動墩則相反，其墩頂伸縮水平力隨著摩阻系數(shù)的增大而增大，且與邊墩相比，2#和5#輔助墩以及3#和4#主塔處墩頂伸縮水平力的增幅更加明顯。

表2 溫度作用下鋼軌伸縮力及鋼軌縱向位移最值

圖6 溫度作用下計(jì)算結(jié)果

4.2 撓曲附加力

橋梁在列車豎向作用下產(chǎn)生撓曲變形，從而對鋼軌產(chǎn)生縱向附加力。根據(jù)《鐵路列車荷載圖式》［20］選取ZK 列車活載加載，加載長度取550 m（根據(jù)《高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》［21］，加載長度可按照車站的到發(fā)線長度取值，規(guī)定的車站到發(fā)線有效長度650 m減去兩側(cè)50 m的安全距離，得到允許容納的列車最大編組長度為550 m）。由于本橋跨度較大，列車加載位置對鋼軌縱向附加力也會產(chǎn)生一定的影響。在此，本橋列車荷載設(shè)置了2 種工況，工況1為偏載，列車從北主塔向跨中加載；工況2 對稱加載，列車從跨中向南北兩側(cè)加載。對比偏載工況1和對稱加載工況2，分析滑動支座摩阻系數(shù)對橋梁-軌道系統(tǒng)撓曲附加力的影響。偏載工況下的計(jì)算結(jié)果如圖7所示，鋼軌撓曲附加力和梁軌相對位移最值見表3；對稱加載工況下的計(jì)算結(jié)果如圖8所示，鋼軌撓曲附加力和梁軌相對位移最值見表4。

圖7 偏載工況下計(jì)算結(jié)果

表3 偏載工況下鋼軌撓曲附加力和梁軌相對位移最值

圖8 對稱加載工況下計(jì)算結(jié)果

表4 對稱加載工況下鋼軌撓曲附加力和梁軌相對位移最值

根據(jù)圖7 和表3 可知，在偏載工況下，不考慮滑動支座摩阻力（μ=0）時(shí)，鋼軌撓曲附加力的拉應(yīng)力最大值是μ為0.03，0.05和0.1時(shí)的2倍以上，支座摩阻系數(shù)分別為0.03，0.05和0.1時(shí)，鋼軌撓曲附加力的壓應(yīng)力最大值分別是不計(jì)摩阻力時(shí)的58.65%，54.67%和53.39%；考慮滑動支座摩阻力后，隨著μ的增大，鋼軌撓曲力雖然繼續(xù)減小，但減小幅度較低，鋼軌撓曲力的最大拉應(yīng)力從μ=0.03 時(shí)的62.14 MPa 減小到μ=0.1 時(shí)的56.57 MPa，減小幅度僅為9%，而鋼軌撓曲力的最大壓應(yīng)力幾乎不變；與不考慮滑動支座摩阻力相比，μ=0.03時(shí)梁軌相對位移由16.97 mm減小到5.47 mm，減小了68%，隨著μ的增大，梁軌相對位移繼續(xù)減小，但減小幅度較小；計(jì)入滑動支座摩阻力后，隨著滑動支座摩阻系數(shù)的增大，北側(cè)所有墩墩頂水平力逐漸增大，其中2#和3#的幅度最大，3#最大墩頂撓曲水平力達(dá)-8 200 kN；南側(cè)墩除5#號墩外，其余墩墩頂水平力均是先減少，后增加，在此過程中力的方向發(fā)生了改變，所有墩中4#和5#變化幅度最大，5#最大墩頂撓曲水平力達(dá)6 277 kN。μ從0.05到0.1的過程中，4#墩頂水平力方向甚至發(fā)生了改變；在偏載作用下，靠近荷載的北側(cè)墩塔的墩頂水平力比南側(cè)更大。

由圖8 和表4 可知：在對稱加載工況下，隨著滑動支座摩阻系數(shù)的增大，鋼軌撓曲附加力的最大值和最小值變化并不明顯，但懸索橋梁端鋼軌拉應(yīng)力卻發(fā)生了明顯的變化，與不考慮滑動支座摩阻力相比，μ=0.03 時(shí)梁端鋼軌拉應(yīng)力減小了64%，考慮支座摩阻力后，梁端鋼軌拉應(yīng)力隨著摩阻系數(shù)的增大而逐漸減小；滑動支座摩阻系數(shù)的改變對梁軌相對位移最大值、最小值影響很小，但梁軌相對位移最大值、最小值的位置發(fā)生了變化；不考慮滑動支座摩阻系數(shù)時(shí)，梁軌相對位移最大值、最小值出現(xiàn)在南北兩側(cè)梁端；考慮滑動支座摩阻系數(shù)后，最大值、最小值位置變?yōu)閷ΨQ加載的荷載兩端；考慮滑動支座摩阻力后，全部墩的墩頂撓曲水平力均隨著摩阻系數(shù)的增大而增大；與邊墩相比，2#和5#輔助墩以及3#和4#主塔承擔(dān)了大部分縱向水平力，其墩頂撓曲水平力的增幅也更加明顯。

對比偏載和對稱加載工況可以發(fā)現(xiàn)：當(dāng)列車荷載為偏載時(shí)，與不計(jì)滑動支座摩阻力相比，考慮支座摩阻力后，鋼軌撓曲附加力和梁軌相對位移均顯著減小；而當(dāng)列車荷載對稱時(shí)，此時(shí)梁軌相對位移較小，支座摩阻力對其大小影響有限，但梁軌相對位移最大值、最小值的位置發(fā)生了改變，鋼軌撓曲附加力最大值、最小值幾乎不變，梁端鋼軌應(yīng)力發(fā)生輕微變化；在列車荷載下，滑動支座摩阻力對墩塔頂水平力的分布具有很大的影響，計(jì)入滑動支座摩阻力后，墩塔頂水平力會重新分布，部分之前不承受縱向水平力的活動支座墩頂將會承受巨大的縱向水平力。

4.3 制動附加力

列車在橋上啟動或制動時(shí)在鋼軌內(nèi)部產(chǎn)生縱向附加力。按照《無縫鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》，輪軌黏著系數(shù)取0.164，參照文獻(xiàn)［1］，取列車制動長度400 m（按16 節(jié)編組計(jì)算），制動力計(jì)算列車加載工況同4.2。2種列車荷載工況下制動的計(jì)算結(jié)果如圖9—11所示，鋼軌制動附加力和梁軌相對位移最值見表5。

圖9 2種列車荷載工況下制動時(shí)最大鋼軌制動附加力

表5 偏載和對稱加載工況下制動時(shí)的制動附加力和梁軌相對位移最值

由圖9、圖10 和表5 可知：與不計(jì)滑動支座摩阻力（μ=0）相比，計(jì)入摩阻力后，偏載和對稱加載工況下制動時(shí)鋼軌制動附加應(yīng)力拉應(yīng)力和壓應(yīng)力最大值均迅速減小，但隨著摩阻系數(shù)的增大，鋼軌制動附加應(yīng)力的最值變化并不顯著；偏載制動時(shí)制動附加應(yīng)力拉應(yīng)力最大值均大于對稱加載制動時(shí)，而偏載制動時(shí)壓應(yīng)力最大值均小于對稱加載制動時(shí)；計(jì)入支座摩阻力后，2 種制動工況下兩側(cè)梁端處的梁軌相對位移均隨著摩阻系數(shù)的增大而減小，但偏載條件下的變化要比對稱加載更加顯著，而跨中部分的梁軌相對位移均接近于0。

圖10 2種列車荷載工況下制動時(shí)梁軌相對位移

由圖11可知：在考慮滑動支座摩阻力后，2種荷載工況制動時(shí)活動墩墩頂制動水平力均隨著摩阻系數(shù)的增大而增大；從不計(jì)滑動支座摩阻力（μ=0）到計(jì)入摩阻力（μ=0.03），固定墩N2 和S2 的墩頂水平力先減小，之后隨著摩阻系數(shù)的增大而增大；2種工況下，在計(jì)入支座摩阻力后，均由2#和5#輔助墩以及3#和4#主塔承擔(dān)了大部分縱向水平力。

圖11 2種列車荷載工況下制動時(shí)塔墩墩頂水平力

4.4 斷軌附加力

在低溫條件下，鋼軌可能會因強(qiáng)度不足而發(fā)生斷裂，通常在附加應(yīng)力較大處會且只會有一根鋼軌發(fā)生斷裂并形成裂縫，溫度變化產(chǎn)生的附加力則儲存在另一根鋼軌上，而2 根及以上鋼軌斷裂的概率極低，故不考慮［11，22-23］。《無縫鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定斷縫容許寬度不得超過70 mm。由于溫度變化時(shí)鋼軌附加應(yīng)力在梁端處最大，假設(shè)北側(cè)梁端位置處鋼軌發(fā)生斷裂，分析不同滑動支座摩阻系數(shù)下鋼軌斷裂時(shí)的鋼軌位移及墩頂斷軌水平力，結(jié)果如圖12和圖13 所示。計(jì)算斷軌力時(shí)，按該懸索橋最大降溫52 ℃，主橋鋼桁梁降溫25 ℃，引橋混凝土梁降溫15 ℃［12，22］取值。

圖12 不同滑動支座摩阻系數(shù)時(shí)斷軌后鋼軌位移

圖13 不同滑動支座摩阻系數(shù)時(shí)斷軌后塔墩墩頂水平力

由圖12 可知：鋼軌在北側(cè)梁端位置處斷裂時(shí)，若不考慮支座摩阻效應(yīng)（μ=0），鋼軌斷縫值為217.91 mm，當(dāng)滑動支座摩阻系數(shù)分別為0.03，0.05和0.1時(shí)，鋼軌斷縫值分別減小為206.28，197.81和171.93 mm，均超過了規(guī)范要求的70 mm限值，需設(shè)置鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器。由圖13 可知：隨著支座摩阻系數(shù)的增大，固定墩N2和S2所承受的墩頂水平力逐漸減小，而活動墩承受的墩頂水平力逐漸增加，其中跨中3#和4#主塔及2#和5#輔助墩的增幅與其他活動墩相比更加顯著。

5 結(jié)論

（1）對于高速鐵路大跨度懸索橋，不考慮滑動支座摩阻力時(shí)，列車荷載偏載及列車制動荷載作用下鋼軌的各項(xiàng)附加應(yīng)力計(jì)算值均明顯偏大，而溫度荷載和列車荷載對稱加載時(shí)的影響卻很小。支座摩阻系數(shù)分別為0.03，0.05和0.1時(shí)，列車荷載偏載工況下鋼軌最大撓曲附加應(yīng)力分別是不計(jì)摩阻力時(shí)的58.65%，54.67%和53.39%，鋼軌最大制動附加應(yīng)力分別是不計(jì)摩阻力時(shí)的42.28%，39.80%和37.67%，列車荷載對稱加載工況下鋼軌最大制動附加應(yīng)力分別是不計(jì)摩阻力時(shí)的72.85%，71.87%和71.01%。不同摩阻系數(shù)下，鋼軌的制動附加力、偏載下的撓曲附加力差距較小，但鋼軌的各項(xiàng)附加應(yīng)力仍呈現(xiàn)出隨著摩阻系數(shù)的增大而逐漸減小的趨勢。

（2）不考慮滑動支座摩阻力時(shí)，只有固定墩承受墩頂水平作用力，活動墩不承受縱向力；計(jì)入支座摩阻力后，活動墩將與固定墩共同承擔(dān)縱向水平力，各活動墩的墩頂縱向水平力均隨著摩阻系數(shù)的增大而增大，其中3#和4#主塔及2#和5#輔助墩的增幅尤為顯著，其承擔(dān)了絕大部分的縱向水平力。

（3）列車荷載位置對不同滑動支座摩阻力下的撓曲附加力影響很大，對制動附加力卻影響較小。偏載工況下，撓曲附加力在滑動支座摩阻力的影響下會顯著減小，其最大壓應(yīng)力從不計(jì)摩阻力的105.95 MPa，分別減少到支座摩阻系數(shù)為0.03、0.05和0.1時(shí)的62.14，57.92 和56.57 MPa；而對稱加載工況下，支座摩阻力對撓曲附加力影響卻很小。偏載和對稱加載工況下制動附加力均會受到支座摩阻力的影響而減小，偏載時(shí)制動附加力的最大壓應(yīng)力從不計(jì)摩阻力的31.88 MPa，分別減少到支座摩阻系數(shù)為0.03、0.05和0.1時(shí)的13.48，12.69和12.01 MPa；對稱加載時(shí)制動附加力的最大壓應(yīng)力從不計(jì)摩阻力的38.71 MPa，分別減少到支座摩阻系數(shù)為0.03、0.05 和0.1 時(shí) 的28.20，27.82 和27.49 MPa。

（4）在斷軌作用下，隨著滑動支座摩阻系數(shù)的增大，斷軌后鋼軌斷縫寬度逐漸減小，當(dāng)支座摩阻系數(shù)為0.03、0.05和0.1時(shí)，鋼軌斷縫寬度由217.91 mm分別減小為206.28，197.81和171.93 mm。

可見，滑動支座摩阻力對高速鐵路大跨度懸索橋上梁軌相互作用具有明顯的影響。整體而言，滑動支座摩阻力對列車荷載偏載下的撓曲附加力、制動附加力和斷軌附加力影響更大，對伸縮附加力和列車荷載對稱加載下的撓曲附加力影響較小。