1.一种大跨度铁路钢桥的梁轨一体化伸缩装置,包括活动端位移箱(1)、固定端位移箱(6)、支承梁(4)、固定钢枕(7)、活动钢枕(11)和连杆系统(8);所述活动端位移箱(1)与引桥(23)固定连接,所述固定端位移箱(6)与主桥(22)固定连接;所述活动端位移箱(1)、支承梁(4)和固定端位移箱(6)沿铁路钢桥纵向依次连接并共同构成所述梁轨一体化伸缩装置的下部支承结构,所述支承梁(4)在固定端位移箱(6)一端为纵向固定,在活动端位移箱(1)一端为纵向活动;所述活动钢枕(11)设于所述支承梁(4)的顶部,所述固定钢枕(7)分别设于所述活动端位移箱(1)和固定端位移箱(6)的顶部;连杆系统(8),沿所述铁路钢桥纵向连接在各所述活动钢枕(11)的端部以及与所述活动钢枕(11)相邻设置的两个固定钢枕(7)的端部;其特征在于,所述铁路钢桥钢轨在梁端区域的纵向伸缩通过钢轨伸缩调节器(10)实现,所述钢轨伸缩调节器(10)沿所述铁路钢桥纵向设置,位于活动钢枕(11)和固定钢枕(7)的上方,包括基本轨和尖轨;所述尖轨布置于主桥(22),尖轨尖端朝向引桥(23);所述基本轨通过第一扣件(141)与设在所述活动端位移箱(1)上方的固定钢枕(7)连接;所述基本轨通过第三扣件(143)与设在所述固定端位移箱(6)上方的固定钢枕(7)连接;所述基本轨通过第二扣件(142)与活动钢枕(11)连接;其中所述第二扣件(142)、第三扣件(143)及第三扣件(143)至钢轨伸缩调节器主桥侧端部的扣件均采用小阻力扣件,所述第一扣件(141)为大阻力扣件。
2.根据权利要求1所述的大跨度铁路钢桥的梁轨一体化伸缩装置,其特征在于,所述支承梁(4)在一线铁路的钢轨伸缩调节器(10)下方各设一根。
3.根据权利要求1所述的大跨度铁路钢桥的梁轨一体化伸缩装置,其特征在于,所述支承梁(4)的两端通过第一承压支座(2)和第一压紧支座(3)与活动端位移箱(1)、固定端位移箱(6)连接,其中所述第一承压支座(2)位于支承梁(4)的下方,第一压紧支座(3)位于支承梁(4)的上方;所述固定钢枕(7)通过连接扣板(15)分别与所述活动端位移箱(1)、固定端位移箱(6)连接,所述固定钢枕(7)与所述活动端位移箱(1)、固定端位移箱(6)之间还分别设有枕下垫板(18);所述活动钢枕(11)通过箱型吊架(21)及所述吊架(21)内部的第二压紧支座(16)、第二承压支座(17)与所述支承梁(4)连接,其中所述第二压紧支座(16)位于所述吊架(21)的顶部,所述第二承压支座(17)位于所述吊架(21)的底部。
4.根据权利要求1所述的大跨度铁路钢桥的梁轨一体化伸缩装置,其特征在于,所述支承梁(4)在固定端位移箱(6)一端通过第一限位装置(20)实现支承梁(4)纵向和横向的限位,所述支承梁(4)在活动端位移箱(1)一端通过第二限位装置(19)实现支承梁(4)横向限位。
5.根据权利要求1所述的大跨度铁路钢桥的梁轨一体化伸缩装置,其特征在于,连杆系统(8)包括若干个依次连接的菱形结构,相邻的活动钢枕(11)之间或相邻的活动钢枕(11)与固定钢枕(7)之间均通过所述菱形结构的对角端连接;所述菱形结构的相邻两边均通过螺栓连接,所述菱形结构近螺栓孔处的截面进行加强或加厚处理。
6.根据权利要求1所述的大跨度铁路钢桥的梁轨一体化伸缩装置,其特征在于,所述小阻力扣件为使得基本轨沿铁道钢桥纵向可滑动的轨撑式小阻力扣件,所述大阻力扣件为弹条大阻力扣件。
7.一种权利要求1所述的大跨度铁路钢桥的梁轨一体化伸缩装置的设计方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,分析既有桥梁约束体系的合理性,从定性上提出新建桥梁的合理约束体系;步骤2,建立大跨度铁路钢桥的有限元模型,在不同的荷载工况下,分析得出梁端空间变位特征;根据既有梁端伸缩装置的使用状态,得出其服役性能,作为指导所述梁轨一体化伸缩装置设计的依据;步骤3,判断梁端空间变位特征是否满足要求,结合既有梁端伸缩装置的服役性能,综合判断所述梁轨一体化伸缩装置是否满足性能要求;如不能满足要求,则返回步骤1对新建桥梁约束体系进行优化设置;如满足要求,则进行下一步;步骤4,根据梁轨一体化伸缩装置的性能需求依次完成所述梁轨一体化伸缩装置的总体方案设计和结构构造设计;步骤5,将所设计出的梁轨一体化伸缩装置进行整体和局部静力分析,判断所述梁轨一体化伸缩装置的强度和刚度能否满足性能需求;再进行梁端车桥耦合振动分析,判断所述梁轨一体化伸缩装置的行车安全性、平稳性是否满足性能需求;如任一不能满足,则返回步骤4重新进行梁轨一体化伸缩装置的设计,如均满足,则完成所述梁轨一体化伸缩装置的设计。
8.根据权利要求7所述的大跨度铁路钢桥的梁轨一体化伸缩装置的设计方法,其特征在于,步骤1和3中,所述梁轨一体化伸缩装置服役性能包括梁端行车安全性、梁端行车平稳性、易维护性和可更换性;所述梁端空间变位特征包括梁端的纵向伸缩位移、横向位移及折角、竖向转角、纵向伸缩阻力和竖向刚度;所述梁轨一体化伸缩装置的性能需求包括梁端空间变位特征和梁轨一体化伸缩装置服役性能。
9.根据权利要求7所述的大跨度铁路钢桥的梁轨一体化伸缩装置的设计方法,其特征在于,步骤3中,对新建桥梁约束体系进行优化设置包括调整主桥和相邻引桥的固定支座、活动支座的数量及设置位置。
10.根据权利要求9所述的大跨度铁路钢桥的梁轨一体化伸缩装置的设计方法,其特征在于,步骤3中,对新建桥梁约束体系进行优化设置还包括设置梁端阻尼器或横向抗风支座。